WO2017057372A1 - 光検出装置 - Google Patents

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真樹 廣瀬
柴山 勝己
笠原 隆
敏光 川合
泰生 大山
有未 寺町
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浜松ホトニクス株式会社
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N15/00Thermoelectric devices without a junction of dissimilar materials; Thermomagnetic devices, e.g. using the Nernst-Ettingshausen effect
    • H10N15/10Thermoelectric devices using thermal change of the dielectric constant, e.g. working above and below the Curie point

Definitions

  • the present disclosure relates to a light detection device including a Fabry-Perot interference filter having a first mirror and a second mirror whose distances are variable.
  • a Fabry-Perot interference filter having a first mirror and a second mirror whose distance from each other is variable, a photodetector that detects light transmitted through the Fabry-Perot interference filter, and a Fabry-Perot interference filter and a photodetector are housed.
  • a photodetection device including a package and a light transmission portion arranged on the inner surface of the package so as to close the opening of the package (see, for example, Patent Document 1).
  • stray light (light that does not pass through the light transmission region of the Fabry-Perot interference filter) is prevented from entering the photodetector from the viewpoint of improving the S / N ratio and resolution. Very important.
  • the Fabry-Perot interference filter since the distance between the first mirror and the second mirror needs to be controlled with extremely high accuracy, the fluctuation of stress generated in the Fabry-Perot interference filter due to the change in the operating environment temperature is reduced. In order to suppress this, it is extremely important to make the temperature in the package uniform.
  • an object of one embodiment of the present disclosure is to provide a light detection device having high light detection characteristics.
  • a light detection device includes a first mirror and a second mirror that are variable in distance from each other, and transmits light according to the distance between the first mirror and the second mirror.
  • a Fabry-Perot interference filter having a region provided on a predetermined line, a photodetector disposed on the first side of the Fabry-Perot interference filter on the line, and detecting light transmitted through the light transmission region;
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter is located outside the outer edge of the package opening, and the outer edge of the light transmitting portion including the bandpass filter is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter. ing. Accordingly, the side surface of the light transmitting portion (light incident surface and light of the light transmitting member facing each other in the direction parallel to the predetermined line) due to the incident angle of light at the opening of the package, diffraction at the opening of the package, etc. It is possible to suppress the light from entering the package via the surface (excluding the emission surface) and becoming stray light.
  • this photodetection device has high photodetection characteristics.
  • the light transmission unit further includes a light transmission member provided with a bandpass filter.
  • the outer edge of the light transmission member is a fabric. It may be located outside the outer edge of the Perot interference filter. That is, the photodetection device (photodetection device on the first side surface) in this case has a first mirror and a second mirror whose distances are variable, and depends on the distance between the first mirror and the second mirror.
  • a light transmission region for transmitting the transmitted light is provided on a predetermined line, and is disposed on one side (first side) of the Fabry-Perot interference filter on the line and transmits the light transmission region.
  • a photodetector for detecting light an opening located on the other side (second side) of the Fabry-Perot interference filter on the line, a package for housing the Fabry-Perot interference filter and the photodetector, and an opening;
  • a light transmitting member disposed on the inner surface of the package so as to close the bandpass filter provided on the light transmitting member, and when viewed from a direction parallel to the line, a Fabry-Perot interference filter
  • the outer edge of the data is the outer edge of the opening is located outside the outer edge of the light transmitting member is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter is located outside the outer edge of the package opening, and the outer edge of the light transmitting member is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter.
  • the heat capacity of the light transmissive member and the thermal connection area between the light transmissive member and the package are larger than when the outer edge of the light transmissive member is located inside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter. As a result, the temperature in the package can be made uniform. As described above, in the light detection device of the first side surface, the light detection characteristics are improved.
  • the outer edge of the bandpass filter may be located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter when viewed from a direction parallel to the line. This ensures that the light incident on the light transmission region of the Fabry-Perot interference filter has passed through the bandpass filter.
  • the thickness of the light transmission member may be a value equal to or greater than a value obtained by multiplying the distance between the Fabry-Perot interference filter and the light transmission member by 0.5.
  • the Fabry-Perot interference filter has a silicon substrate that supports the first mirror and the second mirror, and the photodetector has an InGaAs substrate on which a photoelectric conversion region is formed.
  • a photodetector having an InGaAs substrate in which a photoelectric conversion region is formed can detect, for example, light having a wavelength shorter than 1200 nm and light having a wavelength longer than 1,200 nm compared to light having a wavelength shorter than 1,200 nm. And high sensitivity. However, the photodetector has higher sensitivity to light having a wavelength shorter than 1200 nm as compared to light having a wavelength longer than 2100 nm.
  • the silicon substrate has higher absorptivity for light having a wavelength shorter than 1200 nm compared to light having a wavelength of 1200 nm or more (depending on the manufacturing method, thickness, and impurity concentration of the silicon substrate, In particular, it has high absorptivity for light having a wavelength shorter than 1100 nm). Therefore, for example, when light having a wavelength of 1200 nm or more and 2100 nm or less is to be detected, the silicon substrate of the Fabry-Perot interference filter can function as a high-pass filter. By the effect, the photodetector can be reliably suppressed from detecting noise light (light having a wavelength shorter than 1200 nm (particularly shorter than 1100 nm) and light having a wavelength longer than 2100 nm).
  • the bandpass filter may be provided on the light emitting surface of the light transmitting member. As a result, it is possible to prevent the bandpass filter from being damaged due to physical interference from the outside.
  • the light detection device on the first side surface may further include a lead pin that penetrates the package, and a wire that electrically connects a terminal of the Fabry-Perot interference filter and the lead pin.
  • a lead pin that penetrates the package
  • a wire that electrically connects a terminal of the Fabry-Perot interference filter and the lead pin.
  • An optical detection device further includes an adhesive member, the shape of the bandpass filter is a polygonal plate, and the package includes a first wall portion in which an opening is formed, a Fabry-Perot interference filter, An adhesive member having a second wall portion facing the first wall portion across the bandpass filter and the photodetector, and a cylindrical side wall portion surrounding the Fabry-Perot interference filter, the bandpass filter and the photodetector
  • the bandpass filter is fixed to the inner surface of the first wall, and when viewed from a direction parallel to the line, the outer edge of the bandpass filter is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter. It may be.
  • the photodetection device (photodetection device on the second side surface) in this case has a first mirror and a second mirror whose distances are variable, and depends on the distance between the first mirror and the second mirror. And a Fabry-Perot interference filter provided with a light transmission region on a predetermined line, and the one side (second side) of the Fabry-Perot interference filter on the line, and enter the light transmission region.
  • a polygonal plate-shaped bandpass filter that transmits light, a photodetector that is disposed on the other side (first side) of the Fabry-Perot interference filter on the line, and detects light transmitted through the light transmission region;
  • a first wall portion having an opening (light incident opening) located on one side of the bandpass filter on the line, a first wall portion sandwiching the Fabry-Perot interference filter, the bandpass filter, and the photodetector
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter is located outside the outer edge of the opening when viewed from a direction parallel to the line, and the outer edge of the bandpass filter is the outer edge of the Fabry-Perot interference filter. It is located outside.
  • the bandpass filter In a photodetection device as described in the background art, for example, in order to obtain a spectrum for light in a predetermined wavelength range, it is necessary for the bandpass filter to transmit only light in the wavelength range. That is, in order to improve the light detection characteristics of the light detection device, it is important to make the bandpass filter function properly.
  • the shape of the side wall portion of the package is a cylindrical shape
  • the shape of the bandpass filter is a polygonal plate shape.
  • the bandpass is compared with the distance between each side surface of the bandpass filter (the surface excluding the light incident surface and the light exit surface of the bandpass filter facing each other in the direction parallel to the predetermined line) and the inner surface of the side wall.
  • the distance between each corner of the filter (corner formed by adjacent side surfaces) and the inner surface of the side wall is reduced. Therefore, the band pass filter fixed to the inner surface of the first wall portion of the package is positioned with high accuracy by each corner portion.
  • the shape of the bandpass filter is a circular plate
  • the distance between the side surface of the bandpass filter and the inner surface of the side wall portion is reduced.
  • the diameter of the pass filter is increased, the following problem occurs.
  • the bandpass filter since the area of the light incident surface of the bandpass filter that is thermally connected to the inner surface of the first wall portion of the package is increased, the bandpass filter is subjected to thermal influence (deformation by heat, etc.) from the package. It becomes easy.
  • the shape of the bandpass filter is a polygonal plate shape
  • the area of the light incident surface of the bandpass filter thermally connected to the inner surface of the first wall portion of the package is, for example, that of the bandpass filter. Since the shape is smaller than that of a circular plate shape, the bandpass filter is less susceptible to thermal influence from the package.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter is located outside the outer edge of the opening, and the outer edge of the bandpass filter is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter. It is guaranteed that the light incident on the region has passed through the bandpass filter. As described above, according to the photodetecting device of the second aspect, the bandpass filter can function properly.
  • the light detection device on the second side surface further includes a light transmission member disposed on the inner surface of the first wall portion so as to close the opening, and the bandpass filter is fixed to the inner surface of the light transmission member by an adhesive member.
  • the adhesive member may be disposed in the entire region of the light incident surface of the bandpass filter facing the inner surface of the light transmitting member. According to this configuration, since the adhesive member is disposed in the entire region of the light incident surface of the bandpass filter, the bandpass filter is securely fixed to the inner surface of the first wall portion. In addition, even if bubbles are generated in the adhesive member during manufacturing, the bubbles are easily removed from between the side surfaces of the bandpass filter and the inner surface of the side wall portion, so light scattering and diffraction at the adhesive member are suppressed. The Furthermore, according to this configuration, since the light transmitting member is provided, the hermeticity of the package is improved. Further, since the bandpass filter is fixed to the inner surface of the light transmission member, it is less susceptible to thermal influence from the package.
  • the light detection device of the second side further includes a light transmission member disposed on the inner surface of the first wall so as to close the opening, and the bandpass filter is fixed to the inner surface of the light transmission member by an adhesive member.
  • the adhesive member is not disposed in the region other than the corner region on the light incident surface of the bandpass filter facing the inner surface of the light transmitting member, and may be disposed in the corner region. According to this configuration, since the adhesive member is not disposed in a region other than the corner region on the light incident surface of the bandpass filter, light scattering and diffraction at the adhesive member are more reliably suppressed. Furthermore, according to this configuration, since the light transmitting member is provided, the hermeticity of the package is improved.
  • the bandpass filter is fixed to the inner surface of the light transmitting member, and the adhesive member is not disposed in the region other than the corner region of the light incident surface of the bandpass filter, so that the thermal influence from the package Is more difficult to receive.
  • the bandpass filter is fixed to the inner surface of the first wall portion by an adhesive member, and the adhesive member is a light incident surface of the bandpass filter facing the inner surface of the first wall portion. Of these, it may be arranged in a region excluding a facing region facing the opening. According to this configuration, since the adhesive member is disposed in a region of the light incident surface of the bandpass filter excluding the facing region facing the opening, the bandpass filter is reliably secured to the inner surface of the first wall portion. It becomes a fixed state. In addition, even if bubbles are generated in the adhesive member at the time of manufacture, the bubbles are easily removed not only between the respective side surfaces of the bandpass filter and the inner surface of the side wall portion but also from the opening. Diffraction and the like are suppressed.
  • the bandpass filter is fixed to the inner surface of the first wall portion by an adhesive member, and the adhesive member is a light incident surface of the bandpass filter facing the inner surface of the first wall portion.
  • the adhesive member is not arranged in the area excluding the corner area, but may be arranged in the corner area. According to this configuration, since the adhesive member is not disposed in a region other than the corner region on the light incident surface of the bandpass filter, light scattering and diffraction at the adhesive member are more reliably suppressed.
  • the adhesive member protrudes outward from the outer edge of the bandpass filter when viewed from a direction parallel to the line, and protrudes outward from the outer edge of the bandpass filter among the adhesive members.
  • the portion may be in contact with the side surface of the bandpass filter. According to this configuration, the bandpass filter is more reliably fixed.
  • the shape of the opening may be circular when viewed from a direction parallel to the line. According to this configuration, the intensity profile of light incident on the package is made uniform.
  • the shape of the bandpass filter may be a square plate. According to this structure, the thermal influence given to a band pass filter from a package can be effectively suppressed, ensuring the stability of fixation of the band pass filter with respect to the inner surface of the 1st wall part of a package.
  • the package may be formed of a metal material. According to this configuration, the hermeticity of the package is improved and electrical shielding is facilitated. If the package is made of a metal material, the package has a higher thermal conductivity. However, as described above, the shape of the side wall of the package is cylindrical, whereas the shape of the bandpass filter is large. Due to the square plate shape, the band-pass filter is not easily affected by heat from the package.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the photodetecting device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the photodetecting device of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a Fabry-Perot interference filter of the light detection device of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the Fabry-Perot interference filter taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the photodetecting device of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a modification of the photodetecting device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the photodetection device according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a part of the photodetecting device of FIG. FIG.
  • FIG. 9 is a plan view of the photodetecting device of FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view of a Fabry-Perot interference filter of the light detection device of FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the Fabry-Perot interference filter taken along line XI-XI in FIG.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the photodetection device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view of the photodetecting device of FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the photodetecting device of the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is a plan view of the photodetecting device of FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the light detection device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 17 is a plan view of the photodetector in FIG.
  • the light detection device 1 ⁇ / b> A includes a package 2.
  • the package 2 is a CAN package having a stem 3 and a cap 4.
  • the cap 4 is integrally formed by the side wall 5 and the top wall 6.
  • the top wall 6 faces the stem 3 in a direction parallel to the predetermined line L.
  • the stem 3 and the cap 4 are made of, for example, metal and are airtightly joined to each other.
  • a wiring board 7 is fixed to the inner surface 3 a of the stem 3.
  • a substrate material of the wiring substrate 7 for example, silicon, ceramic, quartz, glass, plastic, or the like can be used.
  • a photodetector 8 and a temperature compensation element (not shown) such as a thermistor are mounted on the wiring board 7, a photodetector 8 and a temperature compensation element (not shown) such as a thermistor are mounted.
  • the photodetector 8 is disposed on the line L. More specifically, the photodetector 8 is arranged so that the center line of the light receiving portion coincides with the line L.
  • the photodetector 8 is an infrared detector such as a quantum sensor using InGaAs or the like, or a thermal sensor using a thermopile or bolometer.
  • a silicon photodiode When detecting light in each of the ultraviolet, visible, and near-infrared wavelength regions, for example, a silicon photodiode can be used as the photodetector 8.
  • the photodetector 8 may be provided with one light receiving portion, or a plurality of light receiving portions may be provided in an array. Furthermore, a plurality of photodetectors 8 may be mounted on the wiring board 7.
  • a plurality of spacers 9 are fixed on the wiring board 7.
  • a material of each spacer 9 for example, silicon, ceramic, quartz, glass, plastic, or the like can be used.
  • a Fabry-Perot interference filter 10 is fixed on the plurality of spacers 9 by, for example, an adhesive.
  • the Fabry-Perot interference filter 10 is disposed on the line L. More specifically, the Fabry-Perot interference filter 10 is arranged so that the center line of the light transmission region 10a coincides with the line L.
  • the spacer 9 may be integrally formed with the wiring board 7.
  • the Fabry-Perot interference filter 10 may be supported by one spacer 9 instead of the plurality of spacers 9.
  • a plurality of lead pins 11 are fixed to the stem 3. More specifically, each lead pin 11 penetrates the stem 3 while maintaining electrical insulation and airtightness with the stem 3.
  • Each lead pin 11 is electrically connected with an electrode pad provided on the wiring board 7, a terminal of the photodetector 8, a terminal of the temperature compensation element, and a terminal of the Fabry-Perot interference filter 10 by wires 12. ing. Thereby, it is possible to input / output electric signals to / from each of the photodetector 8, the temperature compensating element, and the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the package 2 has an opening 2a. More specifically, the opening 2 a is provided in the top wall 6 of the cap 4 so that the center line thereof coincides with the line L.
  • a light transmitting member 13 is disposed on the inner surface 6a of the top wall 6 so as to close the opening 2a.
  • the light transmitting member 13 is airtightly joined to the inner surface 6 a of the top wall 6.
  • the light transmission member 13 transmits at least light in the measurement wavelength range of the light detection device 1A.
  • the light transmitting member 13 is a plate-like member including a light incident surface 13a, a light emitting surface 13b, and a side surface 13c that face each other in a direction parallel to the line L.
  • the light transmitting member 13 is made of, for example, glass, quartz, silicon, germanium, plastic, or the like.
  • a band pass filter 14 is provided on the light emitting surface 13 b of the light transmitting member 13.
  • the bandpass filter 14 is disposed on the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13 by, for example, vapor deposition or pasting.
  • the bandpass filter 14 selectively transmits light in the measurement wavelength range of the photodetecting device 1A.
  • the bandpass filter 14 is a dielectric multilayer film made of a combination of a high refractive material such as TiO 2 or Ta 2 O 5 and a low refractive material such as SiO 2 or MgF 2 .
  • the light transmission member 100 and the band pass filter 14 constitute the light transmission unit 100. That is, the light transmission unit 100 includes a band-pass filter 14 that transmits light incident on the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the package 2 contains a wiring board 7, a photo detector 8, a temperature compensating element (not shown), a plurality of spacers 9, and a Fabry-Perot interference filter 10.
  • the photodetector 8 is located on one side (first side) of the Fabry-Perot interference filter 10 on the line L, and the opening 2 a and the light transmission member 13 are on the line L. It is located on the other side (second side) of the Perot interference filter 10.
  • the thickness T of the light transmitting member 13 (the thickness in the direction parallel to the line L, the distance between the light incident surface 13a and the light emitting surface 13b) is the distance D1 (fabric between the Fabry-Perot interference filter 10 and the light transmitting member 13).
  • the distance between the surface of the Perot interference filter 10 on the light transmitting member 13 side and the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13) is a value equal to or greater than 0.5.
  • the thickness T of the light transmitting member 13 is determined by the distance D2 between the Fabry-Perot interference filter 10 and the photodetector 8 (the surface of the Fabry-Perot interference filter 10 on the side of the photodetector 8 and the Fabry-Perot interference of the photodetector 8).
  • the distance is equal to or greater than the distance to the surface on the filter 10 side.
  • the positional relationship and the size relationship of each part when viewed from the direction parallel to the line L are as follows. As shown in FIG. 2, the center line of the opening 2 a, the center line of the light transmission member 13, the center line of the band pass filter 14, the center line of the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10, and the light detector 8 The center line of the light receiving unit coincides with the line L.
  • the outer edge of the opening 2a and the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10 is, for example, circular.
  • the outer edges of the light transmission member 13, the bandpass filter 14, the Fabry-Perot interference filter 10, and the photodetector 8 are, for example, rectangular.
  • the outer edge of the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the photodetector 8.
  • the outer edge of the opening 2 a is located outside the outer edge of the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the outer edge of the bandpass filter 14 is located outside the outer edge of the opening 2a.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the opening 2a.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the photodetector 8.
  • the outer edge of the bandpass filter 14 is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the outer edge of the light transmitting member 13 is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the outer edge of the light transmission member 13 and the outer edge of the bandpass filter 14 coincide.
  • “when viewed from a predetermined direction, one outer edge is located outside of the other outer edges” means that “one outer edge surrounds the other outer edge when viewed from a predetermined direction”. Means that “one outer edge includes another outer edge when viewed from a predetermined direction”.
  • the light detection apparatus 1A configured as described above, when light enters the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10 from the outside via the opening 2a, the light transmission member 13, and the bandpass filter 14, a predetermined value is obtained. Is selectively transmitted (details will be described later).
  • the light transmitted through the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10 enters the light receiving portion of the photodetector 8 and is detected by the photodetector 8. [Configuration of Fabry-Perot interference filter]
  • a light transmission region 10a that transmits light according to the distance between the first mirror and the second mirror is provided on the line L.
  • the distance between the first mirror and the second mirror is controlled with extremely high accuracy. That is, the light transmission region 10a can control the distance between the first mirror and the second mirror to a predetermined distance in order to selectively transmit light having a predetermined wavelength in the Fabry-Perot interference filter 10.
  • This region is a region through which light having a predetermined wavelength according to the distance between the first mirror and the second mirror can be transmitted.
  • the Fabry-Perot interference filter 10 includes a substrate 21. On the light incident side surface 21a of the substrate 21, an antireflection layer 31, a first stacked body 32, an intermediate layer 33, and a second stacked body 34 are stacked in this order. A gap (air gap) S is formed by the frame-shaped intermediate layer 33 between the first stacked body 32 and the second stacked body 34.
  • the substrate 21 is made of, for example, silicon, quartz, glass or the like.
  • the antireflection layer 31 and the intermediate layer 33 are made of, for example, silicon oxide.
  • the thickness of the intermediate layer 33 may be an integral multiple of 1/2 of the center transmission wavelength (that is, the center wavelength of the wavelength range that can be transmitted by the Fabry-Perot interference filter 10).
  • the portion of the first stacked body 32 corresponding to the light transmission region 10 a functions as the first mirror 35.
  • the first mirror 35 is supported on the substrate 21 via the antireflection layer 31.
  • the first stacked body 32 is configured by alternately stacking a plurality of polysilicon layers and a plurality of silicon nitride layers one by one. Each optical thickness of the polysilicon layer and the silicon nitride layer constituting the first mirror 35 may be an integral multiple of 1/4 of the center transmission wavelength. Note that a silicon oxide layer may be used instead of the silicon nitride layer.
  • the portion of the second stacked body 34 corresponding to the light transmission region 10a functions as the second mirror 36 that faces the first mirror 35 with the gap S therebetween.
  • the second mirror 36 is supported on the substrate 21 via the antireflection layer 31, the first stacked body 32, and the intermediate layer 33.
  • the second stacked body 34 is configured by alternately stacking a plurality of polysilicon layers and a plurality of silicon nitride layers one by one.
  • the optical thickness of each of the polysilicon layer and the silicon nitride layer constituting the second mirror 36 may be an integral multiple of 1/4 of the center transmission wavelength. Note that a silicon oxide layer may be used instead of the silicon nitride layer.
  • a plurality of through holes (not shown) extending from the surface 34 a of the second stacked body 34 to the space S are provided in a portion corresponding to the space S in the second stacked body 34.
  • the plurality of through holes are formed to such an extent that the function of the second mirror 36 is not substantially affected.
  • the plurality of through-holes are used for forming a void S by removing a part of the intermediate layer 33 by etching.
  • the first electrode 22 is formed on the first mirror 35 so as to surround the light transmission region 10a.
  • a second electrode 23 is formed on the first mirror 35 so as to include the light transmission region 10a.
  • the first electrode 22 and the second electrode 23 are formed by doping the polysilicon layer with impurities to reduce the resistance.
  • the size of the second electrode 23 may be a size including the entire light transmission region 10a, or may be substantially the same as the size of the light transmission region 10a.
  • the third electrode 24 is formed on the second mirror 36.
  • the third electrode 24 faces the first electrode 22 and the second electrode 23 with the gap S in the direction parallel to the line L.
  • the third electrode 24 is formed by doping the polysilicon layer with impurities to reduce the resistance.
  • the second electrode 23 is located on the opposite side of the first electrode 22 from the third electrode 24 in the direction parallel to the line L. That is, the first electrode 22 and the second electrode 23 are not located on the same plane in the first mirror 35. The second electrode 23 is farther from the third electrode 24 than the first electrode 22.
  • a pair of terminals 25 are provided so as to face each other with the light transmission region 10a interposed therebetween.
  • Each terminal 25 is disposed in a through hole extending from the surface 34 a of the second stacked body 34 to the first stacked body 32.
  • Each terminal 25 is electrically connected to the first electrode 22 via a wiring 22a.
  • a pair of terminals 26 are provided so as to face each other with the light transmission region 10a interposed therebetween.
  • Each terminal 26 is disposed in a through hole extending from the surface 34 a of the second stacked body 34 to the front of the intermediate layer 33.
  • Each terminal 26 is electrically connected to the second electrode 23 via the wiring 23a and is also electrically connected to the third electrode 24 via the wiring 24a.
  • the direction in which the pair of terminals 25 face each other and the direction in which the pair of terminals 26 face each other are orthogonal (see FIG. 3).
  • the trenches 27 and 28 are provided on the surface 32 a of the first stacked body 32.
  • the trench 27 extends in an annular shape so as to surround the wiring 23 a extending from the terminal 26 along the direction parallel to the line L.
  • the trench 27 electrically insulates the first electrode 22 and the wiring 23a.
  • the trench 28 extends in a ring shape along the inner edge of the first electrode 22.
  • the trench 28 electrically insulates the first electrode 22 and a region inside the first electrode 22.
  • the region in each of the trenches 27 and 28 may be an insulating material or a gap.
  • a trench 29 is provided on the surface 34 a of the second stacked body 34.
  • the trench 29 extends in an annular shape so as to surround the terminal 25.
  • the trench 29 electrically insulates the terminal 25 from the third electrode 24.
  • the region in the trench 28 may be an insulating material or a gap.
  • An antireflection layer 41, a third laminated body 42, an intermediate layer 43, and a fourth laminated body 44 are laminated in this order on the surface 21b on the light emitting side of the substrate 21.
  • the antireflection layer 41 and the intermediate layer 43 have the same configurations as the antireflection layer 31 and the intermediate layer 33, respectively.
  • the third stacked body 42 and the fourth stacked body 44 have symmetrical stacked structures with the first stacked body 32 and the second stacked body 34, respectively, with respect to the substrate 21.
  • the antireflection layer 41, the third stacked body 42, the intermediate layer 43, and the fourth stacked body 44 have a function of suppressing the warpage of the substrate 21.
  • the opening 40a is provided in the antireflection layer 41, the third laminated body 42, the intermediate layer 43, and the fourth laminated body 44 so as to include the light transmission region 10a.
  • the opening 40a has a diameter substantially the same as the size of the light transmission region 10a.
  • the opening 40 a is opened on the light emitting side, and the bottom surface of the opening 40 a reaches the antireflection layer 41.
  • a light shielding layer 45 is formed on the light emitting surface of the fourth stacked body 44.
  • the light shielding layer 45 is made of, for example, aluminum.
  • a protective layer 46 is formed on the surface of the light shielding layer 45 and the inner surface of the opening 40a.
  • the protective layer 46 is made of, for example, aluminum oxide. Note that the optical influence of the protective layer 46 can be ignored by setting the thickness of the protective layer 46 to 1 to 100 nm (preferably about 30 nm).
  • the Fabry-Perot interference filter 10 configured as described above, when a voltage is applied between the first electrode 22 and the third electrode 24 via the terminals 25 and 26, an electrostatic force corresponding to the voltage is generated. Occurs between the first electrode 22 and the third electrode 24. Due to the electrostatic force, the second mirror 36 is attracted to the first mirror 35 fixed to the substrate 21, and the distance between the first mirror 35 and the second mirror 36 is adjusted. Thus, in the Fabry-Perot interference filter 10, the distance between the first mirror 35 and the second mirror 36 is variable.
  • the wavelength of light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10 depends on the distance between the first mirror 35 and the second mirror 36 in the light transmission region 10a. Therefore, by adjusting the voltage applied between the first electrode 22 and the third electrode 24, the wavelength of the transmitted light can be appropriately selected.
  • the second electrode 23 is at the same potential as the third electrode 24. Therefore, the second electrode 23 functions as a compensation electrode for keeping the first mirror 35 and the second mirror 36 flat in the light transmission region 10a.
  • the Fabry-Perot interference filter is changed while changing the voltage applied to the Fabry-Perot interference filter 10 (that is, while changing the distance between the first mirror 35 and the second mirror 36 in the Fabry-Perot interference filter 10).
  • the photodetector 8 By detecting the light transmitted through the ten light transmission regions 10a with the photodetector 8, a spectral spectrum can be obtained.
  • the outer edge of the chip-shaped Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the opening 2a of the package 2, and the outer edge of the light transmitting member 13 (the outer edge of the light transmitting portion 100) is the Fabry-Perot. It is located outside the outer edge of the interference filter 10. Thereby, it is possible to prevent light from entering the package 2 and becoming stray light due to the incident angle of light at the opening 2a, diffraction at the opening 2a, and the like through the side surface 13c of the light transmitting member 13. it can.
  • the light detection device 1A it is possible to suppress the light that has become stray light due to the incident angle of light at the opening 2a, diffraction at the opening 2a, and the like from entering the photodetector 8. Further, for example, as compared with the case where the outer edge of the light transmitting member 13 is located inside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10, the heat capacity of the light transmitting member 13 and the thermal connection between the light transmitting member 13 and the package 2. Since the area is increased, the temperature in the package 2 can be made uniform as a result. As described above, in the light detection device 1A, the light detection characteristics are improved.
  • a part of the light incident on the opening 2a of the package 2 includes an incident angle of the light at the opening 2a, a side surface of the opening 2a, and an emission side corner (a corner where the side surface of the opening 2a and the inner surface 6a of the top wall 6 intersect). ) May be emitted from the side surface 13c of the light transmitting member 13 into the package 2.
  • an incident angle of the light at the opening 2a a side surface of the opening 2a
  • an emission side corner a corner where the side surface of the opening 2a and the inner surface 6a of the top wall 6 intersect.
  • the light emitted from the side surface 13c of the light transmitting member 13 into the package 2 is light. Is easily scattered light and incident on the photodetector 8.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is positioned outside the outer edge of the opening 2 a of the package 2, and the outer edge of the light transmission member 13 is outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10. Is located.
  • the light transmission member 13 compared with the case where the outer edge of the light transmission member 13 is located inside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10, for example, the light transmission member 13 from the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10 and the photodetector 8.
  • the side surface 13c is moved away. Therefore, the incidence of stray light on the photodetector 8 is suppressed, and the S / N ratio and the resolution are improved.
  • the temperature uniformity in the package 2 will be described more specifically.
  • the volume of the package 2 itself is increased.
  • the heat capacity of the light transmitting member 13 and the thermal connection area between the light transmitting member 13 and the package 2 are increased, while the volume of the space in the package 2 is decreased.
  • the volume of the package 2 itself which is made of metal, has high thermal conductivity, and is easily maintained at a uniform temperature as a whole (heat is likely to spread throughout), is increased.
  • the thermal connection area between the light transmissive member 13 and the package 2 is large, heat is easily transmitted from the package 2 to the light transmissive member 13, and the light transmissive member 13 is also kept at a uniform temperature with the package 2. Further, since the volume of the space in the package 2 is small, the temperature of the space in the package 2 (and the constituent elements such as the Fabry-Perot interference filter 10 disposed therein) is also maintained at a uniform temperature. Due to the influence of the light transmitting member 13, it is kept uniform. Furthermore, temporal change in temperature is suppressed by the light transmitting member 13 and the package 2 having a large heat capacity. By these actions, the temperature in the package 2 becomes thermally uniform, and the thermal characteristics of the photodetector 1A are stabilized.
  • the outer edge of the bandpass filter 14 when viewed from a direction parallel to the line L, the outer edge of the bandpass filter 14 is positioned outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10. This ensures that the light incident on the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10 has transmitted through the bandpass filter 14.
  • the outer edge of the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the photodetector 8.
  • the outer edge of the opening 2 a is located outside the outer edge of the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the outer edge of the bandpass filter 14 is located outside the outer edge of the opening 2a. This ensures that the light incident on the photodetector 8 through the aperture 2a and the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10 has transmitted through the bandpass filter 14.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the photodetector 8. Thereby, it can suppress that the light which does not permeate
  • the thickness T of the light transmission member 13 is a value equal to or greater than a value obtained by multiplying the distance D1 between the Fabry-Perot interference filter 10 and the light transmission member 13 by 0.5.
  • the thickness T is a value equal to or greater than the value obtained by multiplying the distance D1 by 0.7 in order to further uniform the temperature in the package 2 and further suppress the incidence of stray light on the photodetector 8. It is more preferable that the value is more than the distance D1.
  • the thickness T of the light transmission member 13 is a value equal to or greater than the distance D2 between the Fabry-Perot interference filter 10 and the light detector 8.
  • the band pass filter 14 is provided on the light emitting surface 13 b of the light transmitting member 13. As a result, it is possible to prevent the band-pass filter 14 from being damaged due to physical interference from the outside.
  • the terminals 25 and 26 of the Fabry-Perot interference filter 10 and the lead pins 11 are electrically connected by wires 12.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is positioned outside the outer edge of the opening 2 a of the package 2, and the outer edge of the light transmission member 13 is more than the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10. Is also located on the outside. Therefore, even if the wire 12 is bent, the contact between the wire 12 and the package 2 can be prevented.
  • the photodetector 8 having an InGaAs substrate in which a photoelectric conversion region is formed is, for example, a light having a wavelength of 1200 nm or more and 2100 nm or less as compared with light having a wavelength shorter than 1200 nm and light having a wavelength longer than 2100 nm. It has high sensitivity.
  • the photodetector 8 has higher sensitivity to light having a wavelength shorter than 1200 nm as compared to light having a wavelength longer than 2100 nm.
  • the silicon substrate has higher absorptivity for light having a wavelength shorter than 1200 nm compared to light having a wavelength of 1200 nm or more (depending on the manufacturing method, thickness, and impurity concentration of the silicon substrate, In particular, it has high absorptivity for light having a wavelength shorter than 1100 nm). Therefore, for example, when light having a wavelength of 1200 nm or more and 2100 nm or less is to be detected, the silicon substrate of the Fabry-Perot interference filter 10 can function as a high-pass filter.
  • the light detection device 1 ⁇ / b> B is different from the above-described light detection device 1 ⁇ / b> A in the configuration of the light transmission member 13 and the band pass filter 14.
  • the light transmitting member 13 disposed on the inner surface of the package 2 reaches the inside of the opening 2 a and the inner surface 5 a of the side wall 5.
  • the light incident surface 13a of the light transmitting member 13 is substantially flush with the outer surface of the top wall 6 at the opening 2a.
  • Such a light transmission member 13 is formed by disposing a glass pellet inside the cap 4 with the opening 2a on the lower side and melting the glass pellet. That is, the light transmission member 13 is made of fused glass.
  • the band pass filter 14 extends from the light emitting surface 13 b of the light transmitting member 13 to a part of the inner surface 5 a of the side wall 5 of the cap 4.
  • the light transmission portion 100 is configured by the light transmission member 13 and the bandpass filter 14 as in the above-described light detection device 1A. That is, the light transmission unit 100 includes a band-pass filter 14 that transmits light incident on the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the thickness T of the light transmission member 13 is a value equal to or larger than a value obtained by multiplying the distance D1 between the Fabry-Perot interference filter 10 and the light transmission member 13 by 0.5.
  • the thickness T of the light transmission member 13 is a value equal to or greater than the distance D2 between the Fabry-Perot interference filter 10 and the photodetector 8.
  • the outer edge of the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the photodetector 8.
  • the outer edge of the opening 2 a is located outside the outer edge of the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the outer edge of the bandpass filter 14 is located outside the outer edge of the opening 2a.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the opening 2a.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the photodetector 8.
  • the outer edge of the bandpass filter 14 is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the outer edge of the light transmitting member 13 is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the operation and effect similar to those of the above-described light detection device 1A are also exhibited by the light detection device 1B.
  • the side surface 13c of the light transmitting member 13 reaches the inner surface 5a of the side wall 5
  • light is transmitted through the side surface 13c of the light transmitting member 13 due to the incident angle of light at the opening 2a, diffraction at the opening 2a, and the like.
  • the heat capacity of the light transmissive member 13 and the thermal connection area between the light transmissive member 13 and the package 2 become larger, as a result, the temperature in the package 2 can be made more uniform.
  • the volume (particularly, the thickness T) of the light transmission member 13 is large, the planarity of the light incident surface 13a and the light emission surface 13b of the light transmission member 13 made of fused glass is improved. be able to. Furthermore, even if bubbles generated at the time of formation remain in the light transmitting member 13 made of fused glass, the light transmitting member 13 has a large volume (particularly, thickness T), so that the influence of the bubbles can be reduced. it can.
  • the plate-shaped band pass filter 14 may be affixed with the adhesive agent etc. on the light-projection surface 13b of the light transmissive member 13 like the optical detection apparatus 1C shown by FIG.
  • the plate-like bandpass filter 14 is formed by forming a dielectric multilayer film on the surface of a light transmission member made of, for example, silicon or glass. In the light transmission member 13 made of fused glass, the flatness of the light exit surface 13b is improved because the thickness T is large, and therefore the bandpass filter 14 can be suitably disposed on the light exit surface 13b. .
  • the heat capacity is increased by the plate-shaped bandpass filter 14, and the volume of the space in the package 2 is further reduced, so that the temperature in the package 2 can be made more uniform. . Furthermore, since the distance between the bandpass filter 14 and the Fabry-Perot interference filter 10 is reduced by the thickness of the light transmission member constituting the plate-shaped bandpass filter 14, the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10 is reduced. It is more reliably guaranteed that the light incident on the light passes through the band-pass filter 14.
  • the light transmission portion 100 is configured by the light transmission member 13 and the band-pass filter 14 as in the above-described light detection device 1A. That is, the light transmission unit 100 includes a band-pass filter 14 that transmits light incident on the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10. [Modification]
  • the band pass filter 14 may be provided on the light incident surface 13a of the light transmitting member 13, or may be provided on both the light incident surface 13a and the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13.
  • a bandpass filter 14 is provided on the light incident surface 13a of the light transmitting member 13 that is substantially flush with the outer surface of the top wall 6 in the opening 2a, as in the light detection device 1B shown in FIG. It may be.
  • the Fabry-Perot interference filter 10 includes a laminated structure (an antireflection layer 41, a third laminated body 42, an intermediate layer 43, a fourth laminated body 44, a light shielding layer 45, and a light emitting layer 45 provided on the surface 21b on the light emitting side of the substrate 21.
  • the protective layer 46 may not be provided.
  • the outer edge of the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10 may be located outside the outer edge of the opening 2a.
  • the ratio of the light entering the light transmission region 10a out of the light incident from the opening 2a is increased, and the utilization efficiency of the light incident from the opening 2a is increased.
  • the position of the opening 2a with respect to the light transmission region 10a is slightly shifted, the light incident from the opening 2a enters the light transmission region 10a, so that the positional accuracy required when the photodetectors 1A, 1B, and 1C are assembled. Is alleviated.
  • the light detection device 1 ⁇ / b> D includes a package 2.
  • the package 2 is a CAN package having a stem (second wall portion) 3 and a cap 4.
  • the cap 4 is integrally formed by a side wall (side wall part) 5 and a top wall (first wall part) 6.
  • the stem 3 and the cap 4 are made of a metal material and are airtightly joined to each other.
  • the shape of the side wall 5 is a cylindrical shape having a predetermined line L as a center line.
  • the stem 3 and the top wall 6 are opposed to each other in a direction parallel to the line L, and close both ends of the side wall 5.
  • a wiring board 7 is fixed to the inner surface 3 a of the stem 3.
  • a substrate material of the wiring substrate 7 for example, silicon, ceramic, quartz, glass, plastic, or the like can be used.
  • a photodetector 8 and a temperature compensation element (not shown) such as a thermistor are mounted on the wiring board 7, a photodetector 8 and a temperature compensation element (not shown) such as a thermistor are mounted.
  • the photodetector 8 is disposed on the line L. More specifically, the photodetector 8 is arranged so that the center line of the light receiving portion coincides with the line L.
  • the photodetector 8 is an infrared detector such as a quantum sensor using InGaAs or the like, or a thermal sensor using a thermopile or bolometer.
  • a silicon photodiode When detecting light in each of the ultraviolet, visible, and near-infrared wavelength regions, for example, a silicon photodiode can be used as the photodetector 8.
  • the photodetector 8 may be provided with one light receiving portion, or a plurality of light receiving portions may be provided in an array. Furthermore, a plurality of photodetectors 8 may be mounted on the wiring board 7.
  • a plurality of spacers 9 are fixed on the wiring board 7.
  • a material of each spacer 9 for example, silicon, ceramic, quartz, glass, plastic, or the like can be used.
  • a Fabry-Perot interference filter 10 is fixed on the plurality of spacers 9 by, for example, an adhesive.
  • the Fabry-Perot interference filter 10 is disposed on the line L. More specifically, the Fabry-Perot interference filter 10 is arranged so that the center line of the light transmission region 10a coincides with the line L.
  • the spacer 9 may be integrally formed with the wiring board 7.
  • the Fabry-Perot interference filter 10 may be supported by one spacer 9 instead of the plurality of spacers 9.
  • a plurality of lead pins 11 are fixed to the stem 3. More specifically, each lead pin 11 penetrates the stem 3 while maintaining electrical insulation and airtightness with the stem 3.
  • Each lead pin 11 is electrically connected with an electrode pad provided on the wiring board 7, a terminal of the photodetector 8, a terminal of the temperature compensation element, and a terminal of the Fabry-Perot interference filter 10 by wires 12. ing. Thereby, it is possible to input / output electric signals to / from each of the photodetector 8, the temperature compensating element, and the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the package 2 has an opening (light incident opening) 2a. More specifically, the opening 2 a is formed in the top wall 6 of the cap 4 so that the center line thereof coincides with the line L. When viewed from a direction parallel to the line L, the shape of the opening 2a is circular.
  • a light transmitting member 13 is disposed on the inner surface 6a of the top wall 6 so as to close the opening 2a. The light transmitting member 13 is airtightly joined to the inner surface 6 a of the top wall 6.
  • the light transmitting member 13 has a light incident surface 13a, a light emitting surface (inner surface) 13b, and a side surface 13c that face each other in a direction parallel to the line L.
  • the light incident surface 13a of the light transmitting member 13 is substantially flush with the outer surface of the top wall 6 at the opening 2a.
  • the side surface 13 c of the light transmitting member 13 is in contact with the inner surface 5 a of the side wall 5 of the package 2. That is, the light transmitting member 13 reaches the inside of the opening 2 a and the inner surface 5 a of the side wall 5.
  • Such a light transmission member 13 is formed by disposing a glass pellet inside the cap 4 with the opening 2a on the lower side and melting the glass pellet. That is, the light transmission member 13 is formed of fused glass.
  • a band pass filter 14 is fixed to the light emitting surface 13 b of the light transmitting member 13 by an adhesive member 15. That is, the adhesive member 15 fixes the band pass filter 14 to the inner surface 6 a of the top wall 6 through the light transmitting member 13 joined to the inner surface 6 a of the top wall 6.
  • the band-pass filter 14 is light in the measurement wavelength range of the light detection device 1D out of the light transmitted through the light transmission member 13 (light in a predetermined wavelength range and is incident on the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10). Light to be transmitted) is selectively transmitted (that is, only light in the wavelength range is transmitted).
  • the shape of the bandpass filter 14 is a quadrangular plate.
  • the bandpass filter 14 has a light incident surface 14a and a light exit surface 14b, and four side surfaces 14c that face each other in a direction parallel to the line L.
  • the bandpass filter 14 has a dielectric multilayer film (for example, TiO 2, Ta 2 O 5, etc.) and a high refractive material such as TiO 2, Ta 2 O 5
  • a multilayer film made of a combination with a low refractive material such as SiO 2 or MgF 2 is formed.
  • the light transmission unit 100 is configured by the band-pass filter 14. That is, the light transmission unit 100 includes a band-pass filter 14 that transmits light incident on the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the adhesive member 15 has a first portion 15 a disposed in the entire region of the light incident surface 14 a of the bandpass filter 14.
  • the first portion 15 a is a portion of the adhesive member 15 that is disposed between the light emitting surface 13 b of the light transmitting member 13 and the light incident surface 14 a of the bandpass filter 14 that face each other.
  • the adhesive member 15 has a second portion 15 b that protrudes outward from the outer edge of the bandpass filter 14 when viewed from a direction parallel to the line L.
  • the second portion 15 b reaches the inner surface 5 a of the side wall 5 and is in contact with the inner surface 5 a of the side wall 5. Further, the second portion 15 b is in contact with the side surface 14 c of the band pass filter 14.
  • the thickness of the second portion 15b in the direction parallel to the line L is the maximum in the portion in contact with the central portion of each side surface 14c, and each corner of the bandpass filter 14 is shown. It is the smallest in the portion in contact with the portion 14d (the corner formed by the adjacent side surface 14c). However, the thickness of the second portion 15b in the direction parallel to the line L decreases, for example, as the surface of the second portion 15b has a convex curved surface and approaches the corner portions 14d from the central portion of each side surface 14c. If so, the thickness of the second portion 15b may not be the smallest in the portion in contact with each corner portion 14d.
  • the thickness of the second portion 15b does not become the maximum in the portion in contact with each corner portion 14d, the occurrence of cracks in the corner portion 14d of the bandpass filter 14 can be suppressed.
  • a light transmissive material for example, a light transmissive resin, low-melting glass, or the like
  • FIG. 8 for convenience of explanation, only the package 2 and the light transmission member 13 are shown in cross section.
  • the package 2 includes a wiring board 7, a photodetector 8, a temperature compensating element (not shown), a plurality of spacers 9, a Fabry-Perot interference filter 10, and a bandpass.
  • a filter 14 is accommodated.
  • the opening 2a, the light transmitting member 13, and the bandpass filter 14 are arranged on one side (second side) of the Fabry-Perot interference filter 10 on the line L, and the photodetector 8 is arranged on the other side (first side) of the Fabry-Perot interference filter 10 on the line L.
  • the stem 3 faces the top wall 6 of the cap 4 with the Fabry-Perot interference filter 10, the bandpass filter 14, and the photo detector 8 interposed therebetween, and the side wall 5 of the cap 4 is The Fabry-Perot interference filter 10, the bandpass filter 14 and the photodetector 8 are surrounded.
  • the thickness T of the light transmitting member 13 (the thickness in the direction parallel to the line L, the distance between the light incident surface 13a and the light emitting surface 13b) is the distance D1 (fabric between the Fabry-Perot interference filter 10 and the light transmitting member 13).
  • the distance between the surface of the Perot interference filter 10 on the light transmitting member 13 side and the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13) is a value equal to or greater than 0.3.
  • the thickness T of the light transmitting member 13 is determined by the distance D2 between the Fabry-Perot interference filter 10 and the photodetector 8 (the surface of the Fabry-Perot interference filter 10 on the side of the photodetector 8 and the Fabry-Perot interference of the photodetector 8).
  • the distance is equal to or greater than the distance to the surface on the filter 10 side.
  • the positional relationship and the size relationship of each part when viewed from the direction parallel to the line L are as follows.
  • the center line of the opening 2 a, the center line of the light transmission member 13, the center line of the band pass filter 14, the center line of the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10, and the light detector 8 The center line of the light receiving unit coincides with the line L.
  • the outer edge of the light transmission region 10a of the opening 2a, the light transmission member 13, the adhesive member 15, and the Fabry-Perot interference filter 10 is circular.
  • the outer edges of the bandpass filter 14, the Fabry-Perot interference filter 10, and the photodetector 8 are square.
  • the outer edge of the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the photodetector 8.
  • the outer edge of the opening 2 a is located outside the outer edge of the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the opening 2a.
  • the outer edge of the bandpass filter 14 is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the outer edges of the light transmission member 13 and the adhesive member 15 are located outside the outer edge of the bandpass filter 14 and coincide with the inner surface 5 a of the side wall 5 of the cap 4.
  • one outer edge when viewed from a predetermined direction, one outer edge is located outside of the other outer edges” means that “one outer edge surrounds the other outer edge when viewed from a predetermined direction”. Means that “one outer edge includes another outer edge when viewed from a predetermined direction”.
  • the light detection device 1D when light enters the bandpass filter 14 from the outside via the opening 2a, the light transmission member 13, and the adhesive member 15, light in a predetermined wavelength range is selected. Transparent.
  • the light transmitted through the bandpass filter 14 enters the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10
  • light having a predetermined wavelength is selectively transmitted among the light in the predetermined wavelength range.
  • the light transmitted through the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10 enters the light receiving portion of the photodetector 8 and is detected by the photodetector 8.
  • a light transmission region 10 a that transmits light according to the distance between the first mirror and the second mirror is provided on the line L.
  • the distance between the first mirror and the second mirror is controlled with extremely high accuracy. That is, the light transmission region 10a can control the distance between the first mirror and the second mirror to a predetermined distance in order to selectively transmit light having a predetermined wavelength in the Fabry-Perot interference filter 10.
  • This region is a region through which light having a predetermined wavelength according to the distance between the first mirror and the second mirror can be transmitted.
  • the Fabry-Perot interference filter 10 includes a substrate 21. On the light incident side surface 21a of the substrate 21, an antireflection layer 31, a first stacked body 32, an intermediate layer 33, and a second stacked body 34 are stacked in this order. A gap (air gap) S is formed by the frame-shaped intermediate layer 33 between the first stacked body 32 and the second stacked body 34.
  • the substrate 21 is made of, for example, silicon, quartz, glass or the like.
  • the antireflection layer 31 and the intermediate layer 33 are made of, for example, silicon oxide.
  • the thickness of the intermediate layer 33 may be an integral multiple of 1/2 of the center transmission wavelength (that is, the center wavelength of the wavelength range that can be transmitted by the Fabry-Perot interference filter 10).
  • the portion of the first stacked body 32 corresponding to the light transmission region 10 a functions as the first mirror 35.
  • the first mirror 35 is supported on the substrate 21 via the antireflection layer 31.
  • the first stacked body 32 is configured by alternately stacking a plurality of polysilicon layers and a plurality of silicon nitride layers one by one. Each optical thickness of the polysilicon layer and the silicon nitride layer constituting the first mirror 35 may be an integral multiple of 1/4 of the center transmission wavelength. Note that a silicon oxide layer may be used instead of the silicon nitride layer.
  • the portion of the second stacked body 34 corresponding to the light transmission region 10a functions as the second mirror 36 that faces the first mirror 35 with the gap S therebetween.
  • the second mirror 36 is supported on the substrate 21 via the antireflection layer 31, the first stacked body 32, and the intermediate layer 33.
  • the second stacked body 34 is configured by alternately stacking a plurality of polysilicon layers and a plurality of silicon nitride layers one by one.
  • the optical thickness of each of the polysilicon layer and the silicon nitride layer constituting the second mirror 36 may be an integral multiple of 1/4 of the center transmission wavelength. Note that a silicon oxide layer may be used instead of the silicon nitride layer.
  • a plurality of through holes 24 b extending from the surface 34 a of the second stacked body 34 to the space S are provided in a portion corresponding to the space S in the second stacked body 34.
  • the plurality of through holes 24b are formed to such an extent that the function of the second mirror 36 is not substantially affected.
  • the plurality of through holes 24b are used to form a void S by removing a part of the intermediate layer 33 by etching.
  • the first electrode 22 is formed on the first mirror 35 so as to surround the light transmission region 10a.
  • a second electrode 23 is formed on the first mirror 35 so as to include the light transmission region 10a.
  • the first electrode 22 and the second electrode 23 are formed by doping the polysilicon layer with impurities to reduce the resistance.
  • the size of the second electrode 23 is substantially the same as the size of the light transmission region 10a.
  • the third electrode 24 is formed on the second mirror 36.
  • the third electrode 24 faces the first electrode 22 and the second electrode 23 with the gap S in the direction parallel to the line L.
  • the third electrode 24 is formed by doping the polysilicon layer with impurities to reduce the resistance.
  • the second electrode 23 is located on the same plane as the first electrode 22 in the direction parallel to the line L.
  • the distance between the second electrode 23 and the third electrode 24 is the same as the distance between the first electrode 22 and the third electrode 24.
  • the second electrode 23 is surrounded by the first electrode 22.
  • a pair of terminals 25 are provided so as to face each other with the light transmission region 10a interposed therebetween.
  • Each terminal 25 is disposed in a through hole extending from the surface 34 a of the second stacked body 34 to the first stacked body 32.
  • Each terminal 25 is electrically connected to the first electrode 22 via a wiring 22a.
  • a pair of terminals 26 are provided so as to face each other with the light transmission region 10a interposed therebetween.
  • Each terminal 26 is disposed in a through hole extending from the surface 34 a of the second stacked body 34 to the front of the intermediate layer 33.
  • Each terminal 26 is electrically connected to the second electrode 23 via the wiring 23a and is also electrically connected to the third electrode 24 via the wiring 24a. Note that the direction in which the pair of terminals 25 face each other and the direction in which the pair of terminals 26 face each other are orthogonal (see FIG. 10).
  • the trenches 27 and 28 are provided on the surface 32 a of the first stacked body 32.
  • the trench 27 extends in an annular shape so as to surround a connection portion with the terminal 26 of the wiring 23 a extending from the terminal 26 along the direction parallel to the line L.
  • the trench 27 electrically insulates the first electrode 22 and the wiring 23a.
  • the trench 28 extends in a ring shape along the inner edge of the first electrode 22.
  • the trench 28 electrically insulates the first electrode 22 and the second electrode 23.
  • the region in each of the trenches 27 and 28 may be an insulating material or a gap.
  • a trench 29 is provided on the surface 34 a of the second stacked body 34.
  • the trench 29 extends in an annular shape so as to surround the terminal 25.
  • the trench 29 electrically insulates the terminal 25 from the third electrode 24.
  • the region in the trench 28 may be an insulating material or a gap.
  • An antireflection layer 41, a third laminated body 42, an intermediate layer 43, and a fourth laminated body 44 are laminated in this order on the surface 21b on the light emitting side of the substrate 21.
  • the antireflection layer 41 and the intermediate layer 43 have the same configurations as the antireflection layer 31 and the intermediate layer 33, respectively.
  • the third stacked body 42 and the fourth stacked body 44 have symmetrical stacked structures with the first stacked body 32 and the second stacked body 34, respectively, with respect to the substrate 21.
  • the antireflection layer 41, the third stacked body 42, the intermediate layer 43, and the fourth stacked body 44 have a function of suppressing the warpage of the substrate 21.
  • the opening 40a is provided in the antireflection layer 41, the third laminated body 42, the intermediate layer 43, and the fourth laminated body 44 so as to include the light transmission region 10a.
  • the opening 40a has a diameter substantially the same as the size of the light transmission region 10a.
  • the opening 40 a is opened on the light emitting side, and the bottom surface of the opening 40 a reaches the antireflection layer 41.
  • a light shielding layer 45 is formed on the light emitting surface of the fourth stacked body 44.
  • the light shielding layer 45 is made of, for example, aluminum.
  • a protective layer 46 is formed on the surface of the light shielding layer 45 and the inner surface of the opening 40a.
  • the protective layer 46 is made of, for example, aluminum oxide. Note that the optical influence of the protective layer 46 can be ignored by setting the thickness of the protective layer 46 to 1 to 100 nm (preferably about 30 nm).
  • the Fabry-Perot interference filter 10 configured as described above, when a voltage is applied between the first electrode 22 and the third electrode 24 via the terminals 25 and 26, an electrostatic force corresponding to the voltage is generated. Occurs between the first electrode 22 and the third electrode 24. Due to the electrostatic force, the second mirror 36 is attracted to the first mirror 35 fixed to the substrate 21, and the distance between the first mirror 35 and the second mirror 36 is adjusted. Thus, in the Fabry-Perot interference filter 10, the distance between the first mirror 35 and the second mirror 36 is variable.
  • the wavelength of light transmitted through the Fabry-Perot interference filter 10 depends on the distance between the first mirror 35 and the second mirror 36 in the light transmission region 10a. Therefore, by adjusting the voltage applied between the first electrode 22 and the third electrode 24, the wavelength of the transmitted light can be appropriately selected.
  • the second electrode 23 is at the same potential as the third electrode 24. Therefore, the second electrode 23 functions as a compensation electrode for keeping the first mirror 35 and the second mirror 36 flat in the light transmission region 10a.
  • the Fabry-Perot interference filter 10 While changing the voltage applied to the Fabry-Perot interference filter 10 (that is, while changing the distance between the first mirror 35 and the second mirror 36 in the Fabry-Perot interference filter 10), the Fabry-Perot interference filter. By detecting the light transmitted through the ten light transmission regions 10a with the photodetector 8, a spectral spectrum can be obtained. [Action and effect]
  • the shape of the side wall 5 of the package 2 is cylindrical, whereas the shape of the bandpass filter 14 is a quadrangular plate.
  • the distance between each corner 14d of the bandpass filter 14 and the inner surface 5a of the side wall 5 is smaller than the distance between each side surface 14c of the bandpass filter 14 and the inner surface 5a of the side wall 5. Therefore, the band pass filter 14 fixed to the inner surface 6a of the top wall 6 of the package 2 is positioned with high accuracy by each corner portion 14d.
  • the distance between the side surface 14 c of the band-pass filter 14 and the inner surface 5 a of the side wall 5 is set to achieve high-precision positioning of the band-pass filter 14.
  • the diameter of the bandpass filter 14 is increased so as to decrease, the following problem occurs. That is, since the area of the light incident surface 14a of the bandpass filter 14 thermally connected to the inner surface 6a of the top wall 6 of the package 2 is increased, the bandpass filter 14 is affected by the thermal influence from the package 2 (due to heat). Deformation).
  • the bandpass filter 14 when the shape of the bandpass filter 14 is a quadrangular plate, the area of the light incident surface 14a of the bandpass filter 14 thermally connected to the inner surface 6a of the top wall 6 of the package 2 is, for example, a band. Since the shape of the pass filter 14 is smaller than that in the case of a circular plate shape, the band pass filter 14 is less susceptible to thermal influence from the package 2. Further, since the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the opening 2 a and the outer edge of the bandpass filter 14 is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10, Fabry-Perot interference. It is guaranteed that the light incident on the light transmission region 10 a of the filter 10 has transmitted through the bandpass filter 14. As described above, according to the photodetecting device 1D, the bandpass filter 14 can function appropriately.
  • the photodetecting device 1D includes the bandpass filter 14, so that it is possible to provide the photodetecting device 1D as a general product with a high degree of completeness that does not require a custom Fabry-Perot interference filter 10. Further, since a single element photodiode can be used as the photodetector 8, it is possible to reduce the manufacturing cost of the photodetector 1D.
  • the merit of the shape of the side wall 5 of the package 2 being cylindrical will be described.
  • durability of the light detection device 1D is improved. More specifically, since the shape of the side wall 5 of the package 2 is cylindrical, the shape stability of the package 2 is higher than that when the shape of the side wall 5 of the package 2 is a polygonal cylinder, for example.
  • the shape of the side wall 5 of the package 2 is cylindrical, stress concentration is less likely to occur compared to, for example, a case where the shape of the package 2 is a polygonal cylinder.
  • the shape of the package 2 is a polygonal cylindrical shape, stress due to an impact applied to the package 2 tends to concentrate on the corners, whereas the shape of the side wall 5 of the package 2 is cylindrical.
  • the stress is dispersed in the impact without concentrating on one point.
  • the Fabry-Perot interference filter 10 accommodated in the package 2 is vulnerable to physical impact. For this reason, by making the shape of the side wall 5 of the package 2 cylindrical, the Fabry-Perot interference filter 10 is suitably protected from an external physical impact.
  • thermal stress is generated in the package 2 due to the thermal history at the time of assembly of the light detection device 1D (thermosetting of the adhesive member 15, connection of the wire 12, sealing of the stem 3, etc.), temperature change after assembly, and the like.
  • the thermal stress is generated due to a difference in coefficient of thermal expansion between members constituting the light detection device 1D. It is desirable to avoid the thermal stress from being concentrated and accumulated in a specific place or a specific direction inside the light detection device 1D. This is because when thermal stress concentrates in a specific place or a specific direction, it leads to abnormal characteristics or damage of the light detection device 1D.
  • the shape of the side wall 5 of the package 2 is cylindrical, so that the generated thermal stress is dispersed without concentrating on one point. As a result, characteristic abnormality occurs in the light detection device 1D or light detection is performed. It is possible to prevent the device 1D from being damaged.
  • the light detection device 1D further includes a light transmission member 13 disposed on the inner surface 6a of the top wall 6 so as to close the opening 2a.
  • the bandpass filter 14 emits light from the light transmission member 13 by the adhesive member 15.
  • the adhesive member 15 is fixed to the surface (inner surface) 13 b, and is disposed in the entire region of the light incident surface 14 a of the band pass filter 14 that faces the light emitting surface 13 b of the light transmitting member 13. According to this configuration, since the adhesive member 15 is disposed in the entire region of the light incident surface 14 a of the bandpass filter 14, the bandpass filter 14 is securely fixed to the inner surface 6 a of the top wall 6. It becomes.
  • the band pass filter 14 is fixed to the light emitting surface 13 b of the light transmitting member 13, it is less susceptible to thermal influence from the package 2. Further, since the band pass filter 14 is fixed to the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13, the band pass filter 14 is prevented from being damaged due to physical interference from the opening 2a. be able to.
  • the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13 may not have good flatness and may have a curvature.
  • the region of the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13 that faces the opening 2a may be distorted so as to be recessed toward the opening 2a. This is because, in this region, the light transmitting member 13 is distorted so as to be recessed toward the opening 2a due to the weight of the light transmitting member 13 (which is molten glass) during firing.
  • each corner 14d of the bandpass filter 14 and the inner surface 5a of the side wall 5 are not in contact with each other and are separated. Thereby, the damage of the band pass filter 14 (especially each corner part 14d) by contact with each corner
  • each corner 14 d of the bandpass filter 14 and the inner surface 5 a of the side wall 5 are not in contact with each other, and are separated from each other, so that the bandpass filter 14 is hardly affected by the heat from the package 2.
  • each corner 14d of the bandpass filter 14 and the inner surface 5a of the side wall 5 are not in contact with each other, that is, each corner 14d of the bandpass filter 14 has an R portion (light Since the band-pass filter 14 is separated from the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13 which is a flat surface, the light emitting surface 13b of the transmitting member 13 and the inner surface 5a of the side wall 5 are separated from each other. It becomes a fixed state.
  • the shape of the side wall 5 of the package 2 is cylindrical, whereas the shape of the bandpass filter 14 is a quadrangular plate.
  • the band-pass filter 14 is positioned with high accuracy by the corners 14d.
  • the shape of the band-pass filter 14 is a circular plate shape, the distance between the side surface 14 c of the band-pass filter 14 and the inner surface 5 a of the side wall 5 is set to achieve high-precision positioning of the band-pass filter 14.
  • the diameter of the bandpass filter 14 is increased so as to decrease, the following problem occurs.
  • the adhesive member 15 increases the area of the light incident surface 14a of the band-pass filter 14 fixed to the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13, so that bubbles generated in the adhesive member 15 are difficult to remove.
  • the shape of the bandpass filter 14 is a quadrangular plate
  • the area of the light incident surface 14a of the bandpass filter 14 fixed to the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13 is, for example, a bandpass filter. Since the shape of 14 is smaller than the case of a circular plate shape, bubbles generated in the adhesive member 15 can easily escape from between each side surface 14c of the bandpass filter 14 and the inner surface 5a of the side wall 5. As a result, light scattering, diffraction, and the like at the adhesive member 15 are suppressed.
  • region which opposes the opening 2a among the light-projection surfaces 13b of the light transmissive member 13 is distorted so that it may be dented in the opening 2a side, the area
  • physical contact with the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13 can be avoided, and damage to the region can be prevented.
  • the adhesive member 15 protrudes outward from the outer edge of the bandpass filter 14 when viewed from a direction parallel to the line L, and from the outer edge of the bandpass filter 14 in the adhesive member 15.
  • the portion protruding outward is in contact with the side surface 14 c of the bandpass filter 14. According to this configuration, the bandpass filter 14 is more reliably fixed.
  • the thickness of the second portion 15b of the adhesive member 15 in the direction parallel to the line L is maximum at the portion in contact with the central portion of each side surface 14c. It is the smallest at the part in contact with each of the 14 corners 14d. According to this configuration, for example, when the adhesive member 15 is cured, the adhesive member 15 can be prevented from being cracked at portions corresponding to the respective corner portions 14 d of the band pass filter 14. However, the thickness of the second portion 15b in the direction parallel to the line L decreases, for example, as the surface of the second portion 15b has a convex curved surface and approaches the corner portions 14d from the central portion of each side surface 14c.
  • the thickness of the second portion 15b may not be the smallest in the portion in contact with each corner portion 14d. If the thickness of the second portion 15b does not become the maximum in the portion in contact with each corner portion 14d, the occurrence of cracks in the corner portion 14d of the bandpass filter 14 can be suppressed.
  • the shape of the opening 2a is circular. According to this configuration, the intensity profile of light incident on the package 2 is made uniform.
  • the shape of the bandpass filter 14 is a quadrangular plate. According to this structure, the thermal influence given to the band pass filter 14 from the package 2 is effectively suppressed while ensuring the stability of fixing the band pass filter 14 to the inner surface 6 a of the top wall 6 of the package 2. be able to. In addition, air bubbles generated in the adhesive member 15 at the time of manufacture are more easily removed from between the side surfaces 14 c of the bandpass filter 14 and the inner surface 5 a of the side wall 5 of the package 2, and light scattering and diffraction at the adhesive member 15. Etc. are suppressed. Furthermore, the manufacturing cost of the bandpass filter 14 by the wafer process is reduced.
  • the package 2 is made of a metal material. According to this configuration, since hermetic sealing is possible, the hermeticity of the package 2 is improved as compared with the package 2 formed of, for example, plastic. As a result, the process for countermeasures against humidity in each component housed in the package 2 is not required, and the manufacturing cost of the photodetecting device 1D is reduced. Further, when the package 2 is formed of a metal material, the strength of the package 2 is improved as compared with the package 2 formed of plastic, for example. Protected from physical shock from. Further, when the package 2 is formed of a metal material, electrical shielding is facilitated. When the package 2 is formed of a metal material, the thermal conductivity of the package 2 is increased. However, as described above, the shape of the side wall 5 of the package 2 is cylindrical, whereas the band-pass filter 14 is used. Since the shape of the filter is a quadrangular plate, the band-pass filter 14 is not easily affected by the heat from the package 2.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is positioned outside the outer edge of the opening 2a of the package 2, and the outer edge of the light transmitting member 13 is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10. positioned.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is positioned outside the outer edge of the opening 2a of the package 2, and the outer edge of the light transmitting member 13 is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10. positioned.
  • a part of the light incident on the opening 2a of the package 2 includes an incident angle of the light at the opening 2a, a side surface of the opening 2a, and an emission side corner (a corner where the side surface of the opening 2a and the inner surface 6a of the top wall 6 intersect). ) May be emitted from the side surface 13c of the light transmitting member 13 into the package 2.
  • an incident angle of the light at the opening 2a a side surface of the opening 2a
  • an emission side corner a corner where the side surface of the opening 2a and the inner surface 6a of the top wall 6 intersect.
  • the side surface 13c of the light transmitting member 13 is often rougher than the light incident surface 13a and the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13, the side surface 13c of the light transmitting member 13 is connected to the inside of the package 2.
  • the light emitted to the light is likely to enter the photodetector 8 as scattered light.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is positioned outside the outer edge of the opening 2a of the package 2, and the outer edge of the light transmitting member 13 is more than the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10. Located on the outside.
  • the outer edge of the light transmitting member 13, that is, the side surface 13 c of the light transmitting member 13 is in contact with the inner surface 5 a of the side wall 5 of the package 2.
  • the outer edge of the light transmission member 13 is located inside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10, for example, the light transmission member 13 from the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10 and the photodetector 8.
  • the side surface 13c is moved away.
  • the side surface 13c of the light transmitting member 13 is in contact with the inner surface 5a of the side wall 5 of the package 2 and is covered with the inner surface 5a. For this reason, the incidence of stray light on the photodetector 8 is suppressed, and the S / N ratio and the resolution are improved.
  • the outer edge of the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the photodetector 8.
  • the outer edge of the opening 2 a is located outside the outer edge of the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the opening 2a.
  • the outer edge of the bandpass filter 14 is located outside the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10. This ensures that the light incident on the photodetector 8 through the aperture 2a and the light transmission region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10 has transmitted through the bandpass filter 14.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the photodetector 8. Thereby, it can suppress that the light which does not permeate
  • the light detection device 1D includes a light transmission member 13. Further, in the light detection device 1D, the thickness T of the light transmission member 13 is a value equal to or greater than a value obtained by multiplying the distance D1 between the Fabry-Perot interference filter 10 and the light transmission member 13 by 0.3. Thereby, since the volume of the space in the package 2 is reduced while the heat capacity of the light transmitting member 13 is increased, the temperature in the package 2 can be made uniform. Therefore, each part accommodated in the package 2 such as the bandpass filter 14 and the Fabry-Perot interference filter 10 is not easily affected by the temperature change.
  • the light transmitting member 13 is relatively close to the Fabry-Perot interference filter 10, it is possible to suppress the light that does not pass through the light transmitting region 10a of the Fabry-Perot interference filter 10 from entering the photodetector 8 as stray light. be able to.
  • the thickness T is a value equal to or greater than the value obtained by multiplying the distance D1 by 0.6 in order to make the temperature in the package 2 uniform and to further suppress the incidence of stray light on the photodetector 8. It is more preferable.
  • the thickness T of the light transmission member 13 is a value equal to or greater than the distance D2 between the Fabry-Perot interference filter 10 and the light detector 8.
  • the terminals 25 and 26 of the Fabry-Perot interference filter 10 and the lead pins 11 are electrically connected by wires 12.
  • the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10 is positioned outside the outer edge of the opening 2 a of the package 2, and the outer edge of the light transmission member 13 is more than the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10. Is also located on the outside.
  • the outer edge of the light transmitting member 13, that is, the side surface 13 c of the light transmitting member 13 is in contact with the inner surface 5 a of the side wall 5 of the package 2. That is, the light transmission member 13 covers the entire inner surface 6 a of the top wall 6 of the package 2. For this reason, even if the wire 12 is bent, the contact between the wire 12 and the inner surface 6a of the top wall 6 of the package 2 can be prevented.
  • the photodetector 8 having an InGaAs substrate in which a photoelectric conversion region is formed is, for example, a light having a wavelength of 1200 nm or more and 2100 nm or less as compared with light having a wavelength shorter than 1200 nm and light having a wavelength longer than 2100 nm. It has high sensitivity.
  • the photodetector 8 has higher sensitivity to light having a wavelength shorter than 1200 nm as compared to light having a wavelength longer than 2100 nm.
  • the silicon substrate has higher absorptivity for light having a wavelength shorter than 1200 nm compared to light having a wavelength of 1200 nm or more (depending on the manufacturing method, thickness, and impurity concentration of the silicon substrate, In particular, it has high absorptivity for light having a wavelength shorter than 1100 nm). Therefore, for example, when light having a wavelength of 1200 nm or more and 2100 nm or less is to be detected, the silicon substrate of the Fabry-Perot interference filter 10 can function as a high-pass filter.
  • the light detector 8 By the synergistic effect of the above, it is possible to reliably suppress the light detector 8 from detecting noise light (light having a wavelength shorter than 1200 nm (particularly shorter than 1100 nm) and light having a wavelength longer than 2100 nm). it can.
  • the outer edge of the chip-shaped Fabry-Perot interference filter 10 is located outside the outer edge of the opening 2a of the package 2, and the outer edge of the light transmitting portion 100 is more than the outer edge of the Fabry-Perot interference filter 10. Is also located on the outside. Thereby, it is possible to suppress the light from entering the package 2 and becoming stray light due to the incident angle of light at the opening 2a, diffraction at the opening 2a, and the like through the side surface of the light transmitting portion 100. .
  • the photodetecting device 1 ⁇ / b> E is disposed so that the adhesive member 15 corresponds to each corner (the corner formed by the adjacent side surface 14 c) of the bandpass filter 14. This is mainly different from the above-described photodetector 1D.
  • the first portion 15a of the adhesive member 15 is adjacent to the corner region 14e of the light incident surface 14a of the bandpass filter 14 (out of the light incident surface 14a). (A region including a corner formed by the side surface 14c). That is, the first portion 15 a is disposed between the light emitting surface 13 b of the light transmitting member 13 and the corner region 14 e of the band pass filter 14 that face each other.
  • the second portion 15 b of the adhesive member 15 protrudes outward from the outer edge of the band pass filter 14 when viewed from a direction parallel to the line L.
  • the second portion 15 b reaches the inner surface 5 a of the side wall 5 and is in contact with the inner surface 5 a of the side wall 5. Further, the second portion 15 b is in contact with the side surface 14 c of the band pass filter 14. The second portion 15b covers a region facing the corner region 14e in the light emission surface 14b of the bandpass filter 14. As a result, the bandpass filter 14 is more reliably fixed. At this time, since the corner region 14e of the bandpass filter 14 is positioned farthest from the opening 2a, the second portion 15b covering the region facing the corner region 14e of the light exit surface 14b is The possibility of covering the region facing the light transmission region 10a in the light exit surface 14b is low.
  • the adhesive members 15 at each corner of the band pass filter 14 are separated from each other. As described above, in the light detection device 1E, the adhesive member 15 is not disposed in the region other than the corner region 14e on the light incident surface 14a of the bandpass filter 14, but is disposed in the corner region 14e. In the photodetecting device 1E, the adhesive member 15 fixes the band pass filter 14 to the inner surface 6a of the top wall 6 via the light transmitting member 13 joined to the inner surface 6a of the top wall 6. .
  • the light transmission unit 100 is configured by the bandpass filter 14 as in the photodetecting device 1D described above. That is, the light transmission unit 100 includes a band-pass filter 14 that transmits light incident on the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10.
  • region which opposes the opening 2a among the light-projection surfaces 13b of the light transmissive member 13 is distorted so that it may dent in the opening 2a side, the area
  • physical contact with the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13 can be avoided, and damage to the region can be prevented.
  • the adhesive member 15 arranged so as to correspond to each corner of the band pass filter 14 from entering the region facing the opening 2a in the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13. This is because the area surrounding the area facing the opening 2a of the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13 tends to rise.
  • the bandpass filter 14 can function appropriately as in the photodetecting device 1D described above. Moreover, in the photodetection device 1E, the photodetection characteristics are improved as in the photodetection device 1D described above.
  • the light detection device 1E further includes a light transmission member 13 disposed on the inner surface 6a of the top wall 6 so as to close the opening 2a.
  • the bandpass filter 14 emits light from the light transmission member 13 by the adhesive member 15.
  • the adhesive member 15 is fixed to the surface 13b, and is not disposed in a region other than the corner region 14e in the light incident surface 14a of the bandpass filter 14 facing the light emitting surface 13b of the light transmitting member 13, Arranged in the region 14e. According to this configuration, since the adhesive member 15 is not disposed in a region other than the corner region 14e of the light incident surface 14a of the bandpass filter 14, light scattering and diffraction at the adhesive member 15 are more reliably performed. It is suppressed.
  • the band pass filter 14 is fixed to the light emitting surface 13 b of the light transmitting member 13, it is less susceptible to thermal influence from the package 2.
  • the light detection device 1 ⁇ / b> F is mainly different from the light detection device 1 ⁇ / b> D described above in that the light transmission member 13 is not provided.
  • the bandpass filter 14 is directly fixed to the inner surface 6a of the top wall 6 by the adhesive member 15. That is, in the photodetecting device 1F, the adhesive member 15 is band-passed with respect to the inner surface 6a of the top wall 6 without passing through other members (such as the light transmitting member 13 joined to the inner surface 6a of the top wall 6).
  • the filter 14 is fixed.
  • the first portion 15a of the adhesive member 15 is disposed in a region excluding the facing region 14f facing the opening 2a on the light incident surface 14a of the bandpass filter 14 facing the inner surface 6a of the top wall 6.
  • the first portion 15a is disposed between the inner surface 6a of the ceiling wall 6 facing each other and the region (that is, the region excluding the facing region 14f of the light incident surface 14a of the bandpass filter 14).
  • the second portion 15 b of the adhesive member 15 protrudes outward from the outer edge of the bandpass filter 14 when viewed from a direction parallel to the line L.
  • the second portion 15 b reaches the inner surface 5 a of the side wall 5 and is in contact with the inner surface 5 a of the side wall 5. Further, the second portion 15 b is in contact with the side surface 14 c of the band pass filter 14.
  • the light transmission unit 100 is configured by the band-pass filter 14 as in the above-described light detection device 1D. That is, the light transmission unit 100 includes a band-pass filter 14 that transmits light incident on the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10. [Action and effect]
  • the bandpass filter 14 can function appropriately as in the photodetection device 1D described above. Moreover, in the photodetection device 1F, the photodetection characteristics are improved, as in the photodetection device 1D described above.
  • the bandpass filter 14 is fixed to the inner surface 6a of the top wall 6 by an adhesive member 15, and the adhesive member 15 is provided on the bandpass filter 14 facing the inner surface 6a of the top wall 6. It arrange
  • the light detection device 1G is mainly different from the light detection device 1E described above in that the light transmission member 13 is not provided.
  • the bandpass filter 14 is directly fixed to the inner surface 6a of the top wall 6 by the adhesive member 15.
  • the adhesive member 15 is band-passed with respect to the inner surface 6a of the top wall 6 without passing through other members (such as the light transmitting member 13 joined to the inner surface 6a of the top wall 6).
  • the filter 14 is fixed.
  • the first portion 15 a of the adhesive member 15 is disposed in the corner area 14 e of the light incident surface 14 a of the bandpass filter 14. That is, the first portion 15 a is disposed between the inner surface 6 a of the top wall 6 and the corner region 14 e of the band pass filter 14 that face each other.
  • the second portion 15 b of the adhesive member 15 protrudes outward from the outer edge of the band pass filter 14 when viewed from a direction parallel to the line L.
  • the second portion 15 b reaches the inner surface 5 a of the side wall 5 and is in contact with the inner surface 5 a of the side wall 5. Further, the second portion 15 b is in contact with the side surface 14 c of the band pass filter 14.
  • the second portion 15b covers a region facing the corner region 14e in the light emission surface 14b of the bandpass filter 14. As a result, the bandpass filter 14 is more reliably fixed.
  • the second portion 15b covering the region facing the corner region 14e of the light exit surface 14b is The possibility of covering the region facing the light transmission region 10a in the light exit surface 14b is low.
  • the adhesive members 15 at each corner of the band pass filter 14 are separated from each other. As described above, in the light detection device 1G, the adhesive member 15 is not disposed in the region other than the corner region 14e on the light incident surface 14a of the bandpass filter 14, but is disposed in the corner region 14e.
  • the light transmission unit 100 is configured by the band-pass filter 14 as in the above-described light detection device 1D. That is, the light transmission unit 100 includes a band-pass filter 14 that transmits light incident on the light transmission region 10 a of the Fabry-Perot interference filter 10. [Action and effect]
  • the bandpass filter 14 can function appropriately as in the photodetecting device 1D described above. Further, in the photodetecting device 1G, the photodetection characteristics are improved as in the photodetecting device 1D described above.
  • the bandpass filter 14 is fixed to the inner surface 6a of the top wall 6 by an adhesive member 15, and the adhesive member 15 is provided on the bandpass filter 14 facing the inner surface 6a of the top wall 6.
  • the light incident surface 14a is not disposed in the region other than the corner region 14e, but is disposed in the corner region 14e. According to this configuration, since the adhesive member 15 is not disposed in a region other than the corner region 14e of the light incident surface 14a of the bandpass filter 14, light scattering and diffraction at the adhesive member 15 are more reliably performed. It is suppressed. [Modification]
  • the adhesive member 15 may not protrude outward from the outer edge of the bandpass filter 14 when viewed from a direction parallel to the line L.
  • the 2nd part 15b which protruded outside from the outer edge of the band pass filter 14 among the adhesive members 15 does not reach the inner surface 5a of the side wall 5, but is separated from the inner surface 5a of the side wall 5.
  • the second portion 15b is formed on the inner surface 5a of the side wall 5 from the viewpoint of improving the fixing strength of the bandpass filter 14 to the inner surface 6a of the top wall 6. It is preferable that it has reached.
  • the material of the adhesive member 15 is a low-melting glass or a resin having a high hardness
  • the thickness of the second portion 15b of the adhesive member 15 in the direction parallel to the line L is in contact with the inner surface 5a of the side wall 5 due to the viscosity of the adhesive member 15. It may be the maximum in the part. Thereby, for example, when the adhesive member 15 is cured, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the adhesive member 15 at portions corresponding to the respective corner portions 14 d of the band pass filter 14. Further, the adhesive member 15 is prevented from turning around the light emitting surface 14b of the bandpass filter 14.
  • the adhesive member 15 since the adhesive member 15 is not disposed in the region facing the opening 2a on the line L, the material of the adhesive member 15 transmits light. It may be a material that does not.
  • the bandpass filter 14 is fixed to the inner surface 6a of the top wall 6 by the adhesive member 15 disposed in the corner region 14e, and then the bandpass when viewed from the direction parallel to the line L.
  • the adhesive member 15 may be further filled between the inner surface 6 a of the top wall 6 and the light incident surface 14 a of the band pass filter 14 from the region where the adhesive member 15 is not disposed in the outer edge of the pass filter 14. At this time, the adhesive member 15 is prevented from entering the facing region of the light incident surface 14a of the bandpass filter 14 that faces the opening 2a.
  • the shape of the bandpass filter 14 is not limited to a rectangular plate shape, but may be a polygonal plate shape. Also in this case, the band pass filter 14 is positioned with high precision by each corner, and the band pass filter 14 is less susceptible to thermal influence from the package 2. Therefore, even when the shape of the bandpass filter 14 is a polygonal plate shape, the bandpass filter 14 can function appropriately.
  • the package 2 is not limited to the CAN package as described above, and may be any of the following. That is, the package 2 includes a first wall portion in which the opening 2 a is formed, a Fabry-Perot interference filter 10, a band pass filter 14, a second wall portion facing the first wall portion with the photodetector 8 interposed therebetween, and a Fabry. What is necessary is just to have the cylindrical side wall part which surrounds the Perot interference filter 10, the band pass filter 14, and the photodetector 8. FIG.

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Abstract

光検出装置は、光透過領域が設けられたファブリペロー干渉フィルタと、光透過領域を透過した光を検出する光検出器と、開口を有し、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を収容するパッケージと、開口を塞ぐようにパッケージの内面に配置され、光透過領域に入射させる光を透過させるバンドパスフィルタを含む光透過部と、を備える。ラインに平行な方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタの外縁は、開口の外縁よりも外側に位置しており、光透過部の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置している。

Description

光検出装置
 本開示は、互いの距離が可変とされた第1ミラー及び第2ミラーを有するファブリペロー干渉フィルタを備える光検出装置に関する。
 互いの距離が可変とされた第1ミラー及び第2ミラーを有するファブリペロー干渉フィルタと、ファブリペロー干渉フィルタを透過した光を検出する光検出器と、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を収容するパッケージと、パッケージの開口を塞ぐようにパッケージの内面に配置された光透過部と、を備える光検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
国際公開第15/064758号
 上述したような光検出装置においては、S/N比及び分解能を向上させる観点から、迷光(ファブリペロー干渉フィルタの光透過領域を透過しない光)が光検出器に入射するのを抑制することが極めて重要である。また、ファブリペロー干渉フィルタにおいては、第1ミラーと第2ミラーとの距離を極めて精度良く制御する必要があることから、使用環境温度の変化に起因してファブリペロー干渉フィルタに生じる応力の変動を抑制するために、パッケージ内の温度の均一化を図ることも極めて重要である。
 そこで、本開示の一形態は、光検出特性が高い光検出装置を提供することを目的とする。
 本開示の一形態に係る光検出装置は、互いの距離が可変とされた第1ミラー及び第2ミラーを有し、第1ミラーと第2ミラーとの距離に応じた光を透過させる光透過領域が所定のライン上に設けられたファブリペロー干渉フィルタと、ライン上においてファブリペロー干渉フィルタの第1の側に配置され、光透過領域を透過した光を検出する光検出器と、ライン上においてファブリペロー干渉フィルタの第2の側に位置する開口を有し、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を収容するパッケージと、開口を塞ぐようにパッケージの内面に配置され、光透過領域に入射させる光を透過させるバンドパスフィルタを含む光透過部と、を備え、ラインに平行な方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタの外縁は、開口の外縁よりも外側に位置しており、光透過部の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置している。
 この光検出装置では、ファブリペロー干渉フィルタの外縁がパッケージの開口の外縁よりも外側に位置しており、バンドパスフィルタを含む光透過部の外縁がファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置している。これにより、パッケージの開口での光の入射角、パッケージの開口での回折等に起因して光透過部の側面(所定のラインに平行な方向において互いに対向する光透過部材の光入射面及び光出射面を除く面)を介して光がパッケージ内に進入して迷光となるのを抑制することができる。また、パッケージの開口での光の入射角、パッケージの開口での回折等に起因して迷光となった光が光検出器に入射するのを抑制することができる。更に、例えば光透過部の外縁がファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも内側に位置している場合に比べ、光透過部の熱容量、及び光透過部とパッケージとの熱的な接続面積が大きくなるため、結果として、パッケージ内の温度の均一化を図ることができる。以上により、この光検出装置では、光検出特性が高くなる。
 本開示の一形態に係る光検出装置では、光透過部は、バンドパスフィルタが設けられた光透過部材を更に含み、ラインに平行な方向から見た場合に、光透過部材の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置していてもよい。つまり、この場合の光検出装置(第1側面の光検出装置)は、互いの距離が可変とされた第1ミラー及び第2ミラーを有し、第1ミラーと第2ミラーとの距離に応じた光を透過させる光透過領域が所定のライン上に設けられたファブリペロー干渉フィルタと、ライン上においてファブリペロー干渉フィルタの一方の側(第1の側)に配置され、光透過領域を透過した光を検出する光検出器と、ライン上においてファブリペロー干渉フィルタの他方の側(第2の側)に位置する開口を有し、ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出器を収容するパッケージと、開口を塞ぐようにパッケージの内面に配置された光透過部材と、光透過部材に設けられたバンドパスフィルタと、を備え、ラインに平行な方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタの外縁は、開口の外縁よりも外側に位置しており、光透過部材の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置している。
 この第1側面の光検出装置では、ファブリペロー干渉フィルタの外縁がパッケージの開口の外縁よりも外側に位置しており、光透過部材の外縁がファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置している。これにより、パッケージの開口での光の入射角、パッケージの開口での回折等に起因して光透過部材の側面(所定のラインに平行な方向において互いに対向する光透過部材の光入射面及び光出射面を除く面)を介して光がパッケージ内に進入して迷光となるのを抑制することができる。また、パッケージの開口での光の入射角、パッケージの開口での回折等に起因して迷光となった光が光検出器に入射するのを抑制することができる。更に、例えば光透過部材の外縁がファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも内側に位置している場合に比べ、光透過部材の熱容量、及び光透過部材とパッケージとの熱的な接続面積が大きくなるため、結果として、パッケージ内の温度の均一化を図ることができる。以上により、この第1側面の光検出装置では、光検出特性が高くなる。
 第1側面の光検出装置では、ラインに平行な方向から見た場合に、バンドパスフィルタの外縁は、ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置していてもよい。これにより、ファブリペロー干渉フィルタの光透過領域に入射する光がバンドパスフィルタを透過したことが保証される。
 第1側面の光検出装置では、光透過部材の厚さは、ファブリペロー干渉フィルタと光透過部材との距離に0.5を乗じた値以上の値であってもよい。これにより、光透過部材の熱容量が大きくなる一方でパッケージ内の空間の体積が小さくなるため、パッケージ内の温度の更なる均一化を図ることができる。
 第1側面の光検出装置では、ファブリペロー干渉フィルタは、第1ミラー及び第2ミラーを支持するシリコン基板を有し、光検出器は、光電変換領域が形成されたInGaAs基板を有してもよい。光電変換領域が形成されたInGaAs基板を有する光検出器は、例えば、1200nmよりも短い波長を有する光、及び2100nmよりも長い波長を有する光に比べ、1200nm以上2100nm以下の波長を有する光に対して高い感度を有する。しかし、当該光検出器は、2100nmよりも長い波長を有する光に比べると、1200nmよりも短い波長を有する光に対しても高い感度を有する。ここで、シリコン基板は、1200nm以上の波長を有する光に比べ、1200nmよりも短い波長を有する光に対して高い吸収性を有する(シリコン基板の製造方法、厚さ、不純物濃度にもよるが、特に1100nmよりも短い波長を有する光に対して高い吸収性を有する)。したがって、上記構成により、例えば、1200nm以上2100nm以下の波長を有する光を検出すべき場合に、ファブリペロー干渉フィルタのシリコン基板をハイパスフィルタとして機能させることができ、結果として、バンドパスフィルタとの相乗効果により、光検出器がノイズ光(1200nmよりも短い(特に1100nmよりも短い)波長を有する光、及び2100nmよりも長い波長を有する光)を検出するのを確実に抑制することができる。
 第1側面の光検出装置では、バンドパスフィルタは、光透過部材の光出射面に設けられていてもよい。これにより、外部からの物理的干渉に起因してバンドパスフィルタに傷等の損傷が生じるのを防止することができる。
 第1側面の光検出装置は、パッケージを貫通するリードピンと、ファブリペロー干渉フィルタの端子とリードピンとを電気的に接続するワイヤと、を更に備えてもよい。上述したように、この光検出装置では、ファブリペロー干渉フィルタの外縁がパッケージの開口の外縁よりも外側に位置しており、光透過部材の外縁がファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置している。そのため、ワイヤが撓んだとしても、ワイヤとパッケージとの接触を防止することができる。
 本開示の一形態に係る光検出装置は、接着部材を更に備え、バンドパスフィルタの形状は、多角形板状であり、パッケージは、開口が形成された第1壁部、ファブリペロー干渉フィルタ、バンドパスフィルタ及び光検出器を挟んで第1壁部と対向する第2壁部、並びに、ファブリペロー干渉フィルタ、バンドパスフィルタ及び光検出器を包囲する円筒状の側壁部を有し、接着部材は、第1壁部の内面に対してバンドパスフィルタを固定しており、ラインに平行な方向から見た場合に、バンドパスフィルタの外縁は、ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置していてもよい。つまり、この場合の光検出装置(第2側面の光検出装置)は、互いの距離が可変とされた第1ミラー及び第2ミラーを有し、第1ミラーと第2ミラーとの距離に応じた光を透過させる光透過領域が所定のライン上に設けられたファブリペロー干渉フィルタと、ライン上においてファブリペロー干渉フィルタの一方の側(第2の側)に配置され、光透過領域に入射させる光を透過させる多角形板状のバンドパスフィルタと、ライン上においてファブリペロー干渉フィルタの他方の側(第1の側)に配置され、光透過領域を透過した光を検出する光検出器と、ライン上においてバンドパスフィルタの一方の側に位置する開口(光入射開口)が形成された第1壁部、ファブリペロー干渉フィルタ、バンドパスフィルタ及び光検出器を挟んで第1壁部と対向する第2壁部、並びに、ファブリペロー干渉フィルタ、バンドパスフィルタ及び光検出器を包囲する円筒状の側壁部を有するパッケージと、第1壁部の内面に対してバンドパスフィルタを固定する接着部材と、を備え、ラインに平行な方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタの外縁は、開口の外縁よりも外側に位置しており、バンドパスフィルタの外縁は、ファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置している。
 背景技術として記載したような光検出装置において、例えば所定の波長範囲の光について分光スペクトルを得るためには、当該波長範囲の光のみをバンドパスフィルタが透過させる必要がある。つまり、光検出装置の光検出特性を向上させるためには、バンドパスフィルタを適切に機能させることが重要である。その点、この第2側面の光検出装置では、パッケージの側壁部の形状が円筒状であるのに対し、バンドパスフィルタの形状が多角形板状である。これにより、バンドパスフィルタの各側面(所定のラインに平行な方向において互いに対向するバンドパスフィルタの光入射面及び光出射面を除く面)と側壁部の内面との距離に比べて、バンドパスフィルタの各角部(隣り合う側面によって形成される角部)と側壁部の内面との距離が小さくなる。したがって、パッケージの第1壁部の内面に対して固定されたバンドパスフィルタは、その各角部によって、高精度に位置決めされた状態となる。ここで、例えばバンドパスフィルタの形状が円形板状である場合に、バンドパスフィルタの高精度な位置決めを実現すべく、バンドパスフィルタの側面と側壁部の内面との距離が小さくなるようにバンドパスフィルタが大径化されると、次のような問題が生じる。すなわち、パッケージの第1壁部の内面と熱的に接続されるバンドパスフィルタの光入射面の面積が大きくなるため、バンドパスフィルタがパッケージからの熱的な影響(熱による変形等)を受け易くなる。これに対して、バンドパスフィルタの形状が多角形板状であると、パッケージの第1壁部の内面と熱的に接続されるバンドパスフィルタの光入射面の面積が、例えばバンドパスフィルタの形状が円形板状である場合に比べて小さくなるため、バンドパスフィルタがパッケージからの熱的な影響を受け難くなる。更に、ファブリペロー干渉フィルタの外縁が開口の外縁よりも外側に位置しており、バンドパスフィルタの外縁がファブリペロー干渉フィルタの外縁よりも外側に位置しているため、ファブリペロー干渉フィルタの光透過領域に入射する光がバンドパスフィルタを透過したことが保証される。以上により、この第2側面の光検出装置によれば、バンドパスフィルタを適切に機能させることができる。
 第2側面の光検出装置は、開口を塞ぐように第1壁部の内面に配置された光透過部材を更に備え、バンドパスフィルタは、接着部材によって、光透過部材の内面に固定されており、接着部材は、光透過部材の内面と対向するバンドパスフィルタの光入射面の全領域に配置されていてもよい。この構成によれば、接着部材が、バンドパスフィルタの光入射面の全領域に配置されているため、第1壁部の内面に対してバンドパスフィルタが確実に固定された状態となる。また、製造時に接着部材中に気泡が生じたとしても、バンドパスフィルタの各側面と側壁部の内面との間から当該気泡が抜け易いため、接着部材での光の散乱及び回折等が抑制される。更に、この構成によれば、光透過部材が設けられているため、パッケージの気密性が向上する。また、バンドパスフィルタが光透過部材の内面に固定されているため、パッケージからの熱的な影響をより受け難くなる。
 第2側面の光検出装置では、開口を塞ぐように第1壁部の内面に配置された光透過部材を更に備え、バンドパスフィルタは、接着部材によって、光透過部材の内面に固定されており、接着部材は、光透過部材の内面と対向するバンドパスフィルタの光入射面のうち角領域を除く領域に配置されておらず、角領域に配置されていてもよい。この構成によれば、接着部材が、バンドパスフィルタの光入射面のうち角領域を除く領域に配置されていないため、接着部材での光の散乱及び回折等がより確実に抑制される。更に、この構成によれば、光透過部材が設けられているため、パッケージの気密性が向上する。また、バンドパスフィルタが光透過部材の内面に固定されていると共に、接着部材が、バンドパスフィルタの光入射面のうち角領域を除く領域に配置されていないため、パッケージからの熱的な影響をより受け難くなる。
 第2側面の光検出装置では、バンドパスフィルタは、接着部材によって、第1壁部の内面に固定されており、接着部材は、第1壁部の内面と対向するバンドパスフィルタの光入射面のうち開口と対向する対向領域を除く領域に配置されていてもよい。この構成によれば、接着部材が、バンドパスフィルタの光入射面のうち開口と対向する対向領域を除く領域に配置されているため、第1壁部の内面に対してバンドパスフィルタが確実に固定された状態となる。また、製造時に接着部材中に気泡が生じたとしても、バンドパスフィルタの各側面と側壁部の内面との間だけでなく開口からも当該気泡が抜け易いため、接着部材での光の散乱及び回折等が抑制される。
 第2側面の光検出装置では、バンドパスフィルタは、接着部材によって、第1壁部の内面に固定されており、接着部材は、第1壁部の内面と対向するバンドパスフィルタの光入射面のうち角領域を除く領域に配置されておらず、角領域に配置されていてもよい。この構成によれば、接着部材が、バンドパスフィルタの光入射面のうち角領域を除く領域に配置されていないため、接着部材での光の散乱及び回折等がより確実に抑制される。
 第2側面の光検出装置では、接着部材は、ラインに平行な方向から見た場合に、バンドパスフィルタの外縁から外側に突出しており、接着部材のうちバンドパスフィルタの外縁から外側に突出した部分は、バンドパスフィルタの側面に接触していてもよい。この構成によれば、バンドパスフィルタがより確実に固定された状態となる。
 第2側面の光検出装置では、ラインに平行な方向から見た場合に、開口の形状は、円形状であってもよい。この構成によれば、パッケージ内に入射する光の強度プロファイルが均一化される。
 第2側面の光検出装置では、バンドパスフィルタの形状は、四角形板状であってもよい。この構成によれば、パッケージの第1壁部の内面に対するバンドパスフィルタの固定の安定性を確保しつつ、パッケージからバンドパスフィルタに与えられる熱的な影響を効果的に抑制することができる。
 第2側面の光検出装置では、パッケージは、金属材料によって形成されていてもよい。この構成によれば、パッケージの気密性が向上するとともに、電気的なシールドが容易となる。なお、パッケージが金属材料によって形成されていると、パッケージの熱伝導率が高くなるものの、上述したように、パッケージの側壁部の形状が円筒状であるのに対し、バンドパスフィルタの形状が多角形板状であるため、バンドパスフィルタはパッケージからの熱的な影響を受け難い。
 本開示の一形態によれば、光検出特性が高い光検出装置を提供することができる。
図1は、第1実施形態の光検出装置の断面図である。 図2は、図1の光検出装置の平面図である。 図3は、図1の光検出装置のファブリペロー干渉フィルタの斜視図である。 図4は、図3のIV-IV線に沿ってのファブリペロー干渉フィルタの断面図である。 図5は、第2実施形態の光検出装置の断面図である。 図6は、第2実施形態の光検出装置の変形例の断面図である。 図7は、第3実施形態の光検出装置の断面図である。 図8は、図7の光検出装置の一部の拡大図である。 図9は、図7の光検出装置の平面図である。 図10は、図7の光検出装置のファブリペロー干渉フィルタの斜視図である。 図11は、図10のXI―XI線に沿ってのファブリペロー干渉フィルタの断面図である。 図12は、第4実施形態の光検出装置の断面図である。 図13は、図12の光検出装置の平面図である。 図14は、第5実施形態の光検出装置の断面図である。 図15は、図14の光検出装置の平面図である。 図16は、第6実施形態の光検出装置の断面図である。 図17は、図16の光検出装置の平面図である。
 以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する部分を省略する。
[第1実施形態]
[光検出装置の構成]
 図1に示されるように、光検出装置1Aは、パッケージ2を備えている。パッケージ2は、ステム3と、キャップ4と、を有するCANパッケージである。キャップ4は、側壁5及び天壁6によって一体的に構成されている。天壁6は、所定のラインLに平行な方向においてステム3と対向している。ステム3及びキャップ4は、例えば金属からなり、互いに気密に接合されている。
 ステム3の内面3aには、配線基板7が固定されている。配線基板7の基板材料としては、例えば、シリコン、セラミック、石英、ガラス、プラスチック等を用いることができる。配線基板7には、光検出器8、及びサーミスタ等の温度補償用素子(図示省略)が実装されている。光検出器8は、ラインL上に配置されている。より具体的には、光検出器8は、その受光部の中心線がラインLに一致するように配置されている。光検出器8は、例えば、InGaAs等が用いられた量子型センサ、サーモパイル又はボロメータ等が用いられた熱型センサ等の赤外線検出器である。紫外、可視、近赤外の各波長域の光を検出する場合には、光検出器8として、例えば、シリコンフォトダイオード等を用いることができる。なお、光検出器8には、1つの受光部が設けられていてもよいし、或いは、複数の受光部がアレイ状に設けられていてもよい。更に、複数の光検出器8が配線基板7に実装されていてもよい。
 配線基板7上には、複数のスペーサ9が固定されている。各スペーサ9の材料としては、例えば、シリコン、セラミック、石英、ガラス、プラスチック等を用いることができる。複数のスペーサ9上には、ファブリペロー干渉フィルタ10が例えば接着剤によって固定されている。ファブリペロー干渉フィルタ10は、ラインL上に配置されている。より具体的には、ファブリペロー干渉フィルタ10は、その光透過領域10aの中心線がラインLに一致するように配置されている。なお、スペーサ9は、配線基板7に一体的に構成されていてもよい。また、ファブリペロー干渉フィルタ10は、複数のスペーサ9によってではなく、1つのスペーサ9によって支持されていてもよい。
 ステム3には、複数のリードピン11が固定されている。より具体的には、各リードピン11は、ステム3との間の電気的な絶縁性及び気密性が維持された状態で、ステム3を貫通している。各リードピン11には、配線基板7に設けられた電極パッド、光検出器8の端子、温度補償用素子の端子、及びファブリペロー干渉フィルタ10の端子のそれぞれが、ワイヤ12によって電気的に接続されている。これにより、光検出器8、温度補償用素子、及びファブリペロー干渉フィルタ10のそれぞれに対する電気信号の入出力等が可能である。
 パッケージ2には、開口2aが設けられている。より具体的には、開口2aは、その中心線がラインLに一致するようにキャップ4の天壁6に設けられている。天壁6の内面6aには、開口2aを塞ぐように光透過部材13が配置されている。光透過部材13は、天壁6の内面6aに気密に接合されている。光透過部材13は、少なくとも光検出装置1Aの測定波長範囲の光を透過させる。光透過部材13は、ラインLに平行な方向において互いに対向する光入射面13a及び光出射面13b、並びに側面13cを含む板状の部材である。光透過部材13は、例えば、ガラス、石英、シリコン、ゲルマニウム、プラスチック等からなる。
 光透過部材13の光出射面13bには、バンドパスフィルタ14が設けられている。バンドパスフィルタ14は、例えば、蒸着、貼り付け等によって、光透過部材13の光出射面13bに配置されている。バンドパスフィルタ14は、光検出装置1Aの測定波長範囲の光を選択的に透過させる。バンドパスフィルタ14は、例えば、TiO、Ta等の高屈折材料と、SiO、MgF等の低屈折材料との組合せからなる誘電体多層膜である。
 光検出装置1Aにおいては、光透過部材13及びバンドパスフィルタ14によって光透過部100が構成されている。つまり、光透過部100は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに入射させる光を透過させるバンドパスフィルタ14を含んでいる。
 光検出装置1Aでは、パッケージ2が、配線基板7、光検出器8、温度補償用素子(図示省略)、複数のスペーサ9、及びファブリペロー干渉フィルタ10を収容している。パッケージ2内では、光検出器8が、ラインL上においてファブリペロー干渉フィルタ10の一方の側(第1の側)に位置しており、開口2a及び光透過部材13が、ラインL上においてファブリペロー干渉フィルタ10の他方の側(第2の側)に位置している。
 光透過部材13の厚さT(ラインLに平行な方向における厚さ、光入射面13aと光出射面13bとの距離)は、ファブリペロー干渉フィルタ10と光透過部材13との距離D1(ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過部材13側の表面と、光透過部材13の光出射面13bとの距離)に0.5を乗じた値以上の値である。また、光透過部材13の厚さTは、ファブリペロー干渉フィルタ10と光検出器8との距離D2(ファブリペロー干渉フィルタ10の光検出器8側の表面と、光検出器8のファブリペロー干渉フィルタ10側の表面との距離)以上の値である。
 ラインLに平行な方向から見た場合における各部の位置関係及び大小関係は、次のとおりである。図2に示されるように、開口2aの中心線、光透過部材13の中心線、バンドパスフィルタ14の中心線、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの中心線、及び光検出器8の受光部の中心線は、ラインLに一致している。開口2a、及びファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁は、例えば円形状である。光透過部材13、バンドパスフィルタ14、ファブリペロー干渉フィルタ10、及び光検出器8の外縁は、例えば矩形状である。
 ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁は、光検出器8の外縁よりも外側に位置している。開口2aの外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁よりも外側に位置している。バンドパスフィルタ14の外縁は、開口2aの外縁よりも外側に位置している。ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁は、開口2aの外縁よりも外側に位置している。ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁は、光検出器8の外縁よりも外側に位置している。バンドパスフィルタ14の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。光透過部材13の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。光検出装置1Aでは、光透過部材13の外縁とバンドパスフィルタ14の外縁とが一致している。なお、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁よりも外側に位置している」とは、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁を包囲している」、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁を含んでいる」との意味である。
 以上のように構成された光検出装置1Aにおいては、外部から、開口2a、光透過部材13及びバンドパスフィルタ14を介して、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに光が入射すると、所定の波長を有する光が選択的に透過させられる(詳細は後述する)。ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aを透過した光は、光検出器8の受光部に入射して、光検出器8によって検出される。
[ファブリペロー干渉フィルタの構成]
 図3に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ10では、第1ミラーと第2ミラーとの距離に応じた光を透過させる光透過領域10aがラインL上に設けられている。光透過領域10aにおいては、第1ミラーと第2ミラーとの距離が極めて精度良く制御される。つまり、光透過領域10aは、ファブリペロー干渉フィルタ10のうち、所定の波長を有する光を選択的に透過させるために第1ミラーと第2ミラーとの距離を所定の距離に制御することが可能な領域であって、第1ミラーと第2ミラーとの距離に応じた所定の波長を有する光が透過可能な領域である。
 図4に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ10は、基板21を備えている。基板21の光入射側の表面21aには、反射防止層31、第1積層体32、中間層33及び第2積層体34がこの順序で積層されている。第1積層体32と第2積層体34との間には、枠状の中間層33によって空隙(エアギャップ)Sが形成されている。基板21は、例えば、シリコン、石英、ガラス等からなる。基板21がシリコンからなる場合には、反射防止層31及び中間層33は、例えば、酸化シリコンからなる。中間層33の厚さは、中心透過波長(すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ10が透過させ得る波長範囲の中心波長)の1/2の整数倍であってもよい。
 第1積層体32のうち光透過領域10aに対応する部分は、第1ミラー35として機能する。第1ミラー35は、反射防止層31を介して基板21に支持されている。第1積層体32は、複数のポリシリコン層と複数の窒化シリコン層とが一層ずつ交互に積層されることで構成されている。第1ミラー35を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層のそれぞれの光学厚さは、中心透過波長の1/4の整数倍であってもよい。なお、窒化シリコン層の代わりに酸化シリコン層が用いられてもよい。
 第2積層体34のうち光透過領域10aに対応する部分は、空隙Sを介して第1ミラー35と対向する第2ミラー36として機能する。第2ミラー36は、反射防止層31、第1積層体32及び中間層33を介して基板21に支持されている。第2積層体34は、複数のポリシリコン層と複数の窒化シリコン層とが一層ずつ交互に積層されることで構成されている。第2ミラー36を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層のそれぞれの光学厚さは、中心透過波長の1/4の整数倍であってもよい。なお、窒化シリコン層の代わりに酸化シリコン層が用いられてもよい。
 第2積層体34において空隙Sに対応する部分には、第2積層体34の表面34aから空隙Sに至る複数の貫通孔(図示省略)が設けられている。複数の貫通孔は、第2ミラー36の機能に実質的に影響を与えない程度に形成されている。複数の貫通孔は、エッチングにより中間層33の一部を除去して空隙Sを形成するために用いられたものである。
 第1ミラー35には、光透過領域10aを囲むように第1電極22が形成されている。第1ミラー35には、光透過領域10aを含むように第2電極23が形成されている。第1電極22及び第2電極23は、ポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで形成されている。第2電極23の大きさは、光透過領域10aの全体を含む大きさであってもよいし、光透過領域10aの大きさと略同一であってもよい。
 第2ミラー36には、第3電極24が形成されている。第3電極24は、ラインLに平行な方向において、空隙Sを介して第1電極22及び第2電極23と対向している。第3電極24は、ポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで形成されている。
 ファブリペロー干渉フィルタ10においては、第2電極23は、ラインLに平行な方向において、第1電極22に対して第3電極24とは反対側に位置している。すなわち、第1電極22と第2電極23とは、第1ミラー35において同一平面上に位置していない。第2電極23は、第1電極22よりも第3電極24から離れている。
 端子25は、光透過領域10aを挟んで対向するように一対設けられている。各端子25は、第2積層体34の表面34aから第1積層体32に至る貫通孔内に配置されている。各端子25は、配線22aを介して第1電極22と電気的に接続されている。
 端子26は、光透過領域10aを挟んで対向するように一対設けられている。各端子26は、第2積層体34の表面34aから中間層33の手前に至る貫通孔内に配置されている。各端子26は、配線23aを介して第2電極23と電気的に接続されていると共に、配線24aを介して第3電極24と電気的に接続されている。なお、一対の端子25が対向する方向と、一対の端子26が対向する方向とは、直交している(図3参照)。
 第1積層体32の表面32aには、トレンチ27,28が設けられている。トレンチ27は、端子26からラインLに平行な方向に沿って延びる配線23aを囲むように環状に延在している。トレンチ27は、第1電極22と配線23aとを電気的に絶縁している。トレンチ28は、第1電極22の内縁に沿って環状に延在している。トレンチ28は、第1電極22と第1電極22の内側の領域とを電気的に絶縁している。各トレンチ27,28内の領域は、絶縁材料であっても、空隙であってもよい。
 第2積層体34の表面34aには、トレンチ29が設けられている。トレンチ29は、端子25を囲むように環状に延在している。トレンチ29は、端子25と第3電極24とを電気的に絶縁している。トレンチ28内の領域は、絶縁材料であっても、空隙であってもよい。
 基板21の光出射側の表面21bには、反射防止層41、第3積層体42、中間層43及び第4積層体44がこの順序で積層されている。反射防止層41及び中間層43は、それぞれ、反射防止層31及び中間層33と同様の構成を有している。第3積層体42及び第4積層体44は、それぞれ、基板21を基準として第1積層体32及び第2積層体34と対称の積層構造を有している。反射防止層41、第3積層体42、中間層43及び第4積層体44は、基板21の反りを抑制する機能を有している。
 反射防止層41、第3積層体42、中間層43及び第4積層体44には、光透過領域10aを含むように開口40aが設けられている。開口40aは、光透過領域10aの大きさと略同一の径を有している。開口40aは、光出射側に開口しており、開口40aの底面は、反射防止層41に至っている。第4積層体44の光出射側の表面には、遮光層45が形成されている。遮光層45は、例えばアルミニウム等からなる。遮光層45の表面及び開口40aの内面には、保護層46が形成されている。保護層46は、例えば酸化アルミニウムからなる。なお、保護層46の厚さを1~100nm(好ましくは、30nm程度)にすることで、保護層46による光学的な影響を無視することができる。
 以上のように構成されたファブリペロー干渉フィルタ10においては、端子25,26を介して第1電極22と第3電極24との間に電圧が印加されると、当該電圧に応じた静電気力が第1電極22と第3電極24との間に発生する。当該静電気力によって、第2ミラー36が、基板21に固定された第1ミラー35側に引き付けられ、第1ミラー35と第2ミラー36との距離が調整される。このように、ファブリペロー干渉フィルタ10では、第1ミラー35と第2ミラー36との距離が可変とされている。
 ファブリペロー干渉フィルタ10を透過する光の波長は、光透過領域10aにおける第1ミラー35と第2ミラー36との距離に依存する。したがって、第1電極22と第3電極24との間に印加する電圧を調整することで、透過する光の波長を適宜選択することができる。このとき、第2電極23は、第3電極24と同電位である。したがって、第2電極23は、光透過領域10aにおいて第1ミラー35及び第2ミラー36を平坦に保つための補償電極として機能する。
 光検出装置1Aでは、ファブリペロー干渉フィルタ10に印加する電圧を変化させながら(すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ10において第1ミラー35と第2ミラー36との距離を変化させながら)、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aを透過した光を光検出器8で検出することで、分光スペクトルを得ることができる。
[作用及び効果]
 光検出装置1Aでは、チップ状のファブリペロー干渉フィルタ10の外縁がパッケージ2の開口2aの外縁よりも外側に位置しており、光透過部材13の外縁(光透過部100の外縁)がファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。これにより、開口2aでの光の入射角、開口2aでの回折等に起因して光透過部材13の側面13cを介して光がパッケージ2内に進入して迷光となるのを抑制することができる。また、開口2aでの光の入射角、開口2aでの回折等に起因して迷光となった光が光検出器8に入射するのを抑制することができる。更に、例えば光透過部材13の外縁がファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも内側に位置している場合に比べ、光透過部材13の熱容量、及び光透過部材13とパッケージ2との熱的な接続面積が大きくなるため、結果として、パッケージ2内の温度の均一化を図ることができる。以上により、光検出装置1Aでは、光検出特性が高くなる。
 光検出器8への迷光の入射の抑制について、より具体的に説明する。パッケージ2の開口2aに入射した光の一部は、開口2aでの光の入射角、開口2aの側面及び出射側角部(開口2aの側面と天壁6の内面6aとが交差する角部)での回折等に起因して、光透過部材13の側面13cからパッケージ2内に出射される可能性がある。このような光がパッケージ2内で多重反射して光検出器8に入射すると、迷光によるノイズとして出力信号に現れてしまい、光検出特性の劣化に繋がる。特に、光透過部材13の側面13cは、光入射面13a及び光出射面13bに比べて粗い面になっている場合が多いため、光透過部材13の側面13cからパッケージ2内に出射される光は、散乱光となって光検出器8に入射し易い。それに対し、光検出装置1Aでは、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁がパッケージ2の開口2aの外縁よりも外側に位置しており、光透過部材13の外縁がファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。これにより、例えば光透過部材13の外縁がファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも内側に位置している場合に比べ、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10a及び光検出器8から光透過部材13の側面13cが遠ざかる。そのため、光検出器8への迷光の入射が抑制され、S/N比及び分解能が向上する。
 パッケージ2内の温度の均一化について、より具体的に説明する。パッケージ2の開口2aが小さくなると、パッケージ2自体の体積が大きくなる。また、光透過部材13が大きくなると、光透過部材13の熱容量、光透過部材13とパッケージ2との熱的な接続面積が大きくなる一方で、パッケージ2内の空間の体積が小さくなる。これにより、次のような作用が奏される。まず、金属からなり、熱伝導率が高く、全体として均一な温度に保たれ易い(全体に熱が広がり易い)パッケージ2自体の体積が大きくなる。また、光透過部材13とパッケージ2との熱的な接続面積が大きいため、パッケージ2から光透過部材13に熱が伝わり易く、光透過部材13もパッケージ2と均一な温度に保たれる。また、パッケージ2内の空間の体積が小さいため、パッケージ2内の空間(及び、そこに配置されたファブリペロー干渉フィルタ10等の構成要素)の温度も、均一な温度に保たれるパッケージ2及び光透過部材13の影響で、均一に保たれる。更に、熱容量が大きい光透過部材13及びパッケージ2によって、時間的な温度の変化が抑制される。これらの作用により、パッケージ2内の温度が熱的に均一な状態となり、光検出装置1Aの熱的特性が安定化する。
 また、光検出装置1Aでは、ラインLに平行な方向から見た場合に、バンドパスフィルタ14の外縁が、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置していている。これにより、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに入射する光がバンドパスフィルタ14を透過したことが保証される。
 ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁は、光検出器8の外縁よりも外側に位置している。開口2aの外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁よりも外側に位置している。バンドパスフィルタ14の外縁は、開口2aの外縁よりも外側に位置している。これにより、開口2a及びファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aを介して光検出器8に入射する光がバンドパスフィルタ14を透過したことが保証される。
 ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁は、光検出器8の外縁よりも外側に位置している。これにより、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aを透過しない光が迷光として光検出器8に入射するのを抑制することができる。
 また、光検出装置1Aでは、光透過部材13の厚さTが、ファブリペロー干渉フィルタ10と光透過部材13との距離D1に0.5を乗じた値以上の値である。これにより、光透過部材13の熱容量が大きくなる一方でパッケージ2内の空間の体積が小さくなるため、パッケージ2内の温度の更なる均一化を図ることができる。また、光透過部材13がファブリペロー干渉フィルタ10に相対的に近付くことになるため、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aを透過しない光が迷光として光検出器8に入射するのを抑制することができる。なお、パッケージ2内の温度の更なる均一化、及び光検出器8への迷光の入射の更なる抑制を図る上では、厚さTは、距離D1に0.7を乗じた値以上の値であることがより好ましく、距離D1以上の値であることが更に好ましい。
 また、光検出装置1Aでは、光透過部材13の厚さTは、ファブリペロー干渉フィルタ10と光検出器8との距離D2以上の値である。これにより、光透過部材13の熱容量が大きくなる一方でパッケージ2内の空間の体積が小さくなるため、パッケージ2内の温度の更なる均一化を図ることができる。
 また、光検出装置1Aでは、バンドパスフィルタ14が、光透過部材13の光出射面13bに設けられている。これにより、外部からの物理的干渉に起因してバンドパスフィルタ14に傷等の損傷が生じるのを防止することができる。
 また、光検出装置1Aでは、ファブリペロー干渉フィルタ10の各端子25,26と各リードピン11とがワイヤ12によって電気的に接続されている。上述したように、光検出装置1Aでは、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁がパッケージ2の開口2aの外縁よりも外側に位置しており、光透過部材13の外縁がファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。そのため、ワイヤ12が撓んだとしても、ワイヤ12とパッケージ2との接触を防止することができる。
 ワイヤ12とパッケージ2との接触の防止について、より具体的に説明する。金属からなるパッケージ2にワイヤ12が接触すると、ファブリペロー干渉フィルタ10を制御するための電気信号がパッケージ2にも流れることになり、ファブリペロー干渉フィルタ10の制御が困難になる。これに対し、絶縁性材料からなる光透過部材13にワイヤ12が接触しても、ファブリペロー干渉フィルタ10を制御するための電気信号が光透過部材13に流れることはなく、ファブリペロー干渉フィルタ10の高精度な制御が可能である。ワイヤ12とパッケージ2との接触を防止し得る上記構成は重要である。
 また、光検出装置1Aでは、シリコン基板をファブリペロー干渉フィルタ10の基板21に適用し、光電変換領域が形成されたInGaAs基板を光検出器8に適用することで、次のような作用及び効果が奏される。光電変換領域が形成されたInGaAs基板を有する光検出器8は、例えば、1200nmよりも短い波長を有する光、及び2100nmよりも長い波長を有する光に比べ、1200nm以上2100nm以下の波長を有する光に対して高い感度を有する。しかし、当該光検出器8は、2100nmよりも長い波長を有する光に比べると、1200nmよりも短い波長を有する光に対しても高い感度を有する。ここで、シリコン基板は、1200nm以上の波長を有する光に比べ、1200nmよりも短い波長を有する光に対して高い吸収性を有する(シリコン基板の製造方法、厚さ、不純物濃度にもよるが、特に1100nmよりも短い波長を有する光に対して高い吸収性を有する)。したがって、上記構成により、例えば、1200nm以上2100nm以下の波長を有する光を検出すべき場合に、ファブリペロー干渉フィルタ10のシリコン基板をハイパスフィルタとして機能させることができ、結果として、バンドパスフィルタ14との相乗効果により、光検出器8がノイズ光(1200nmよりも短い(特に1100nmよりも短い)波長を有する光、及び2100nmよりも長い波長を有する光)を検出するのを確実に抑制することができる。
[第2実施形態]
[光検出装置の構成]
 図5に示されるように、光検出装置1Bは、光透過部材13及びバンドパスフィルタ14の構成において、上述した光検出装置1Aと相違している。光検出装置1Bにおいては、パッケージ2の内面に配置された光透過部材13が、開口2a内及び側壁5の内面5aに至っている。光透過部材13の光入射面13aは、開口2aにおいて天壁6の外面と略面一となっている。このような光透過部材13は、開口2aを下側にした状態でキャップ4の内側にガラスペレットを配置し、そのガラスペレットを溶融させることで、形成される。つまり、光透過部材13は、融着ガラスからなる。バンドパスフィルタ14は、光透過部材13の光出射面13bからキャップ4の側壁5の内面5aの一部に至っている。
 光検出装置1Bにおいても、上述した光検出装置1Aと同様に、光透過部材13及びバンドパスフィルタ14によって光透過部100が構成されている。つまり、光透過部100は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに入射させる光を透過させるバンドパスフィルタ14を含んでいる。
 光検出装置1Bにおいても、光透過部材13の厚さTは、ファブリペロー干渉フィルタ10と光透過部材13との距離D1に0.5を乗じた値以上の値である。また、光透過部材13の厚さTは、ファブリペロー干渉フィルタ10と光検出器8との距離D2以上の値である。
 また、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁は、光検出器8の外縁よりも外側に位置している。開口2aの外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁よりも外側に位置している。バンドパスフィルタ14の外縁は、開口2aの外縁よりも外側に位置している。ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁は、開口2aの外縁よりも外側に位置している。ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁は、光検出器8の外縁よりも外側に位置している。バンドパスフィルタ14の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。光透過部材13の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。
[作用及び効果]
 光検出装置1Bによっても、上述した光検出装置1Aと同様の作用及び効果が奏される。特に、光透過部材13の側面13cが側壁5の内面5aに至っているため、開口2aでの光の入射角、開口2aでの回折等に起因して光透過部材13の側面13cを介して光がパッケージ2内に進入して迷光となるのをより確実に抑制することができる。更に、光透過部材13の熱容量、及び光透過部材13とパッケージ2との熱的な接続面積がより大きくなるため、結果として、パッケージ2内の温度の更なる均一化を図ることができる。
 また、光検出装置1Bでは、光透過部材13の体積(特に、厚さT)が大きいため、融着ガラスからなる光透過部材13の光入射面13a及び光出射面13bの平面性を向上させることができる。更に、融着ガラスからなる光透過部材13に、形成時に生じた気泡が残存したとしても、光透過部材13の体積(特に、厚さT)が大きいため、その気泡の影響を低減させることができる。
 なお、図6に示される光検出装置1Cのように、光透過部材13の光出射面13bに板状のバンドパスフィルタ14が接着剤等で貼り付けられていてもよい。板状のバンドパスフィルタ14は、例えば、シリコン、ガラス等からなる光透過部材の表面に誘電体多層膜が形成されたものである。融着ガラスからなる光透過部材13においては、厚さTが大きいことで光出射面13bの平面性が向上しているため、バンドパスフィルタ14を光出射面13bに好適に配置することができる。光検出装置1Cによれば、板状のバンドパスフィルタ14によって熱容量が大きくなり、且つ、パッケージ2内の空間の体積がより小さくなるため、パッケージ2内の温度のより一層の均一化が図られる。更に、板状のバンドパスフィルタ14を構成する光透過部材の厚さの分だけ、バンドパスフィルタ14とファブリペロー干渉フィルタ10との距離が小さくなるため、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに入射する光がバンドパスフィルタ14を透過したことがより確実に保証される。
 光検出装置1Cにおいても、上述した光検出装置1Aと同様に、光透過部材13及びバンドパスフィルタ14によって光透過部100が構成されている。つまり、光透過部100は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに入射させる光を透過させるバンドパスフィルタ14を含んでいる。
[変形例]
 以上、本開示の第1実施形態及び第2実施形態について説明したが、本開示の一形態は、上述した第1実施形態及び第2実施形態に限定されるものではない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。
 また、バンドパスフィルタ14は、光透過部材13の光入射面13aに設けられていてもよいし、光透過部材13の光入射面13a及び光出射面13bの両方に設けられていてもよい。一例として、図5に示される光検出装置1Bのように、開口2aにおいて天壁6の外面と略面一となっている光透過部材13の光入射面13aに、バンドパスフィルタ14が設けられていてもよい。
 また、ファブリペロー干渉フィルタ10は、基板21の光出射側の表面21bに設けられた積層構造(反射防止層41、第3積層体42、中間層43、第4積層体44、遮光層45及び保護層46)を備えていなくてもよい。
 また、ラインLに平行な方向から見た場合に、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁が開口2aの外縁よりも外側に位置していてもよい。この場合、開口2aから入射した光のうち光透過領域10aに入り込む光の割合が増し、開口2aから入射した光の利用効率が高くなる。また、光透過領域10aに対する開口2aの位置が多少ずれたとしても、開口2aからの入射した光が光透過領域10aに入り込むため、光検出装置1A,1B,1Cの組立時における位置精度の要求が緩和される。
[第3実施形態]
[光検出装置の構成]
 図7に示されるように、光検出装置1Dは、パッケージ2を備えている。パッケージ2は、ステム(第2壁部)3と、キャップ4と、を有するCANパッケージである。キャップ4は、側壁(側壁部)5及び天壁(第1壁部)6によって一体的に構成されている。ステム3及びキャップ4は、金属材料によって形成されており、互いに気密に接合されている。金属材料によって形成されたパッケージ2において、側壁5の形状は、所定のラインLを中心線とする円筒状である。ステム3及び天壁6は、ラインLに平行な方向において互いに対向しており、側壁5の両端をそれぞれ塞いでいる。
 ステム3の内面3aには、配線基板7が固定されている。配線基板7の基板材料としては、例えば、シリコン、セラミック、石英、ガラス、プラスチック等を用いることができる。配線基板7には、光検出器8、及びサーミスタ等の温度補償用素子(図示省略)が実装されている。光検出器8は、ラインL上に配置されている。より具体的には、光検出器8は、その受光部の中心線がラインLに一致するように配置されている。光検出器8は、例えば、InGaAs等が用いられた量子型センサ、サーモパイル又はボロメータ等が用いられた熱型センサ等の赤外線検出器である。紫外、可視、近赤外の各波長域の光を検出する場合には、光検出器8として、例えば、シリコンフォトダイオード等を用いることができる。なお、光検出器8には、1つの受光部が設けられていてもよいし、或いは、複数の受光部がアレイ状に設けられていてもよい。更に、複数の光検出器8が配線基板7に実装されていてもよい。
 配線基板7上には、複数のスペーサ9が固定されている。各スペーサ9の材料としては、例えば、シリコン、セラミック、石英、ガラス、プラスチック等を用いることができる。複数のスペーサ9上には、ファブリペロー干渉フィルタ10が例えば接着剤によって固定されている。ファブリペロー干渉フィルタ10は、ラインL上に配置されている。より具体的には、ファブリペロー干渉フィルタ10は、その光透過領域10aの中心線がラインLに一致するように配置されている。なお、スペーサ9は、配線基板7に一体的に構成されていてもよい。また、ファブリペロー干渉フィルタ10は、複数のスペーサ9によってではなく、1つのスペーサ9によって支持されていてもよい。
 ステム3には、複数のリードピン11が固定されている。より具体的には、各リードピン11は、ステム3との間の電気的な絶縁性及び気密性が維持された状態で、ステム3を貫通している。各リードピン11には、配線基板7に設けられた電極パッド、光検出器8の端子、温度補償用素子の端子、及びファブリペロー干渉フィルタ10の端子のそれぞれが、ワイヤ12によって電気的に接続されている。これにより、光検出器8、温度補償用素子、及びファブリペロー干渉フィルタ10のそれぞれに対する電気信号の入出力等が可能である。
 パッケージ2には、開口(光入射開口)2aが形成されている。より具体的には、開口2aは、その中心線がラインLに一致するようにキャップ4の天壁6に形成されている。ラインLに平行な方向から見た場合に、開口2aの形状は、円形状である。天壁6の内面6aには、開口2aを塞ぐように光透過部材13が配置されている。光透過部材13は、天壁6の内面6aに気密接合されている。光透過部材13は、ラインLに平行な方向において互いに対向する光入射面13a及び光出射面(内面)13b、並びに側面13cを有している。光透過部材13の光入射面13aは、開口2aにおいて天壁6の外面と略面一となっている。光透過部材13の側面13cは、パッケージ2の側壁5の内面5aに接触している。つまり、光透過部材13は、開口2a内及び側壁5の内面5aに至っている。このような光透過部材13は、開口2aを下側にした状態でキャップ4の内側にガラスペレットを配置し、そのガラスペレットを溶融させることで、形成される。つまり、光透過部材13は、融着ガラスによって形成されている。
 光透過部材13の光出射面13bには、接着部材15によって、バンドパスフィルタ14が固定されている。つまり、接着部材15は、天壁6の内面6aに接合された光透過部材13を介して、天壁6の内面6aに対してバンドパスフィルタ14を固定している。バンドパスフィルタ14は、光透過部材13を透過した光のうち、光検出装置1Dの測定波長範囲の光(所定の波長範囲の光であって、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに入射させるべき光)を選択的に透過させる(すなわち、当該波長範囲の光のみを透過させる)。バンドパスフィルタ14の形状は、四角形板状である。より具体的には、バンドパスフィルタ14は、ラインLと平行な方向において互いに対向する光入射面14a及び光出射面14b、並びに4つの側面14cを有している。バンドパスフィルタ14は、光透過性材料(例えば、シリコン、ガラス等)によって四角形板状に形成された光透過部材の表面に、誘電体多層膜(例えば、TiO2、Ta2O5等の高屈折材料と、SiO2、MgF2等の低屈折材料との組合せからなる多層膜)が形成されたものである。
 光検出装置1Dにおいては、バンドパスフィルタ14によって光透過部100が構成されている。つまり、光透過部100は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに入射させる光を透過させるバンドパスフィルタ14を含んでいる。
 接着部材15は、バンドパスフィルタ14の光入射面14aの全領域に配置された第1部分15aを有している。つまり、第1部分15aは、接着部材15のうち、互いに対向する光透過部材13の光出射面13bとバンドパスフィルタ14の光入射面14aとの間に配置された部分である。更に、接着部材15は、ラインLに平行な方向から見た場合にバンドパスフィルタ14の外縁から外側に突出した第2部分15bを有している。第2部分15bは、側壁5の内面5aに至っており、側壁5の内面5aに接触している。また、第2部分15bは、バンドパスフィルタ14の側面14cに接触している。図8に示されるように、ラインLに平行な方向における第2部分15bの厚さは、各側面14cの中央部分に接触している部分において最大となっており、バンドパスフィルタ14の各角部14d(隣り合う側面14cによって形成される角部)に接触している部分において最小となっている。ただし、ラインLに平行な方向における第2部分15bの厚さが、例えば、第2部分15bの表面が凸曲面を呈することで、各側面14cの中央部分から各角部14dに近付くにつれて減少していれば、当該第2部分15bの厚さは、各角部14dに接触している部分において最小となっていなくてもよい。各角部14dに接触している部分において当該第2部分15bの厚さが最大とならなければ、バンドパスフィルタ14の角部14dにクラックが発生するのを抑制することができる。接着部材15の材料としては、光透過性材料(例えば、光透過性樹脂、低融点ガラス等)を用いることができる。なお、図8では、説明の便宜上、パッケージ2及び光透過部材13のみが断面で示されている。
 図7に示されるように、光検出装置1Dでは、パッケージ2が、配線基板7、光検出器8、温度補償用素子(図示省略)、複数のスペーサ9、ファブリペロー干渉フィルタ10、及びバンドパスフィルタ14を収容している。また、光検出装置1Dでは、開口2a、光透過部材13及びバンドパスフィルタ14が、ラインL上においてファブリペロー干渉フィルタ10の一方の側(第2の側)に配置しており、光検出器8が、ラインL上においてファブリペロー干渉フィルタ10の他方の側(第1の側)に配置されている。更に、光検出装置1Dでは、ステム3が、ファブリペロー干渉フィルタ10、バンドパスフィルタ14及び光検出器8を挟んで、キャップ4の天壁6と対向しており、キャップ4の側壁5が、ファブリペロー干渉フィルタ10、バンドパスフィルタ14及び光検出器8を包囲している。
 光透過部材13の厚さT(ラインLに平行な方向における厚さ、光入射面13aと光出射面13bとの距離)は、ファブリペロー干渉フィルタ10と光透過部材13との距離D1(ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過部材13側の表面と、光透過部材13の光出射面13bとの距離)に0.3を乗じた値以上の値である。また、光透過部材13の厚さTは、ファブリペロー干渉フィルタ10と光検出器8との距離D2(ファブリペロー干渉フィルタ10の光検出器8側の表面と、光検出器8のファブリペロー干渉フィルタ10側の表面との距離)以上の値である。
 ラインLに平行な方向から見た場合における各部の位置関係及び大小関係は、次のとおりである。図9に示されるように、開口2aの中心線、光透過部材13の中心線、バンドパスフィルタ14の中心線、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの中心線、及び光検出器8の受光部の中心線は、ラインLに一致している。開口2a、光透過部材13、接着部材15及びファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁は、円形状である。バンドパスフィルタ14、ファブリペロー干渉フィルタ10、及び光検出器8の外縁は、四角形状である。
 ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁は、光検出器8の外縁よりも外側に位置している。開口2aの外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁よりも外側に位置している。ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁は、開口2aの外縁よりも外側に位置している。バンドパスフィルタ14の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。光透過部材13及び接着部材15のそれぞれの外縁は、バンドパスフィルタ14の外縁よりも外側に位置しており、キャップ4の側壁5の内面5aに一致している。なお、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁よりも外側に位置している」とは、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁を包囲している」、「所定の方向から見た場合に一の外縁が他の外縁を含んでいる」との意味である。
 以上のように構成された光検出装置1Dにおいては、外部から、開口2a、光透過部材13及び接着部材15を介して、光がバンドパスフィルタ14に入射すると、所定の波長範囲の光が選択的に透過させられる。バンドパスフィルタ14を透過した光がファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに入射すると、所定の波長範囲の光のうち所定の波長の光が選択的に透過させられる。ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aを透過した光は、光検出器8の受光部に入射して、光検出器8によって検出される。
[ファブリペロー干渉フィルタの構成]
 図10に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ10では、第1ミラーと第2ミラーとの距離に応じた光を透過させる光透過領域10aがラインL上に設けられている。光透過領域10aにおいては、第1ミラーと第2ミラーとの距離が極めて精度良く制御される。つまり、光透過領域10aは、ファブリペロー干渉フィルタ10のうち、所定の波長を有する光を選択的に透過させるために第1ミラーと第2ミラーとの距離を所定の距離に制御することが可能な領域であって、第1ミラーと第2ミラーとの距離に応じた所定の波長を有する光が透過可能な領域である。
 図11に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ10は、基板21を備えている。基板21の光入射側の表面21aには、反射防止層31、第1積層体32、中間層33及び第2積層体34がこの順序で積層されている。第1積層体32と第2積層体34との間には、枠状の中間層33によって空隙(エアギャップ)Sが形成されている。基板21は、例えば、シリコン、石英、ガラス等からなる。基板21がシリコンからなる場合には、反射防止層31及び中間層33は、例えば、酸化シリコンからなる。中間層33の厚さは、中心透過波長(すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ10が透過させ得る波長範囲の中心波長)の1/2の整数倍であってもよい。
 第1積層体32のうち光透過領域10aに対応する部分は、第1ミラー35として機能する。第1ミラー35は、反射防止層31を介して基板21に支持されている。第1積層体32は、複数のポリシリコン層と複数の窒化シリコン層とが一層ずつ交互に積層されることで構成されている。第1ミラー35を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層のそれぞれの光学厚さは、中心透過波長の1/4の整数倍であってもよい。なお、窒化シリコン層の代わりに酸化シリコン層が用いられてもよい。
 第2積層体34のうち光透過領域10aに対応する部分は、空隙Sを介して第1ミラー35と対向する第2ミラー36として機能する。第2ミラー36は、反射防止層31、第1積層体32及び中間層33を介して基板21に支持されている。第2積層体34は、複数のポリシリコン層と複数の窒化シリコン層とが一層ずつ交互に積層されることで構成されている。第2ミラー36を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層のそれぞれの光学厚さは、中心透過波長の1/4の整数倍であってもよい。なお、窒化シリコン層の代わりに酸化シリコン層が用いられてもよい。
 第2積層体34において空隙Sに対応する部分には、第2積層体34の表面34aから空隙Sに至る複数の貫通孔24bが設けられている。複数の貫通孔24bは、第2ミラー36の機能に実質的に影響を与えない程度に形成されている。複数の貫通孔24bは、エッチングにより中間層33の一部を除去して空隙Sを形成するために用いられたものである。
 第1ミラー35には、光透過領域10aを囲むように第1電極22が形成されている。第1ミラー35には、光透過領域10aを含むように第2電極23が形成されている。第1電極22及び第2電極23は、ポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで形成されている。第2電極23の大きさは、光透過領域10aの大きさと略同一である。
 第2ミラー36には、第3電極24が形成されている。第3電極24は、ラインLに平行な方向において、空隙Sを介して第1電極22及び第2電極23と対向している。第3電極24は、ポリシリコン層に不純物をドープして低抵抗化することで形成されている。
 ファブリペロー干渉フィルタ10においては、第2電極23は、ラインLに平行な方向において、第1電極22と同一平面上に位置している。第2電極23と第3電極24との距離は、第1電極22と第3電極24との距離と同一である。また、ラインLに平行な方向から見た場合に、第2電極23は、第1電極22によって包囲されている。
 端子25は、光透過領域10aを挟んで対向するように一対設けられている。各端子25は、第2積層体34の表面34aから第1積層体32に至る貫通孔内に配置されている。各端子25は、配線22aを介して第1電極22と電気的に接続されている。
 端子26は、光透過領域10aを挟んで対向するように一対設けられている。各端子26は、第2積層体34の表面34aから中間層33の手前に至る貫通孔内に配置されている。各端子26は、配線23aを介して第2電極23と電気的に接続されていると共に、配線24aを介して第3電極24と電気的に接続されている。なお、一対の端子25が対向する方向と、一対の端子26が対向する方向とは、直交している(図10参照)。
 第1積層体32の表面32aには、トレンチ27,28が設けられている。トレンチ27は、端子26からラインLに平行な方向に沿って延びる配線23aの端子26との接続部を囲むように環状に延在している。トレンチ27は、第1電極22と配線23aとを電気的に絶縁している。トレンチ28は、第1電極22の内縁に沿って環状に延在している。トレンチ28は、第1電極22と第2電極23とを電気的に絶縁している。各トレンチ27,28内の領域は、絶縁材料であっても、空隙であってもよい。
 第2積層体34の表面34aには、トレンチ29が設けられている。トレンチ29は、端子25を囲むように環状に延在している。トレンチ29は、端子25と第3電極24とを電気的に絶縁している。トレンチ28内の領域は、絶縁材料であっても、空隙であってもよい。
 基板21の光出射側の表面21bには、反射防止層41、第3積層体42、中間層43及び第4積層体44がこの順序で積層されている。反射防止層41及び中間層43は、それぞれ、反射防止層31及び中間層33と同様の構成を有している。第3積層体42及び第4積層体44は、それぞれ、基板21を基準として第1積層体32及び第2積層体34と対称の積層構造を有している。反射防止層41、第3積層体42、中間層43及び第4積層体44は、基板21の反りを抑制する機能を有している。
 反射防止層41、第3積層体42、中間層43及び第4積層体44には、光透過領域10aを含むように開口40aが設けられている。開口40aは、光透過領域10aの大きさと略同一の径を有している。開口40aは、光出射側に開口しており、開口40aの底面は、反射防止層41に至っている。第4積層体44の光出射側の表面には、遮光層45が形成されている。遮光層45は、例えばアルミニウム等からなる。遮光層45の表面及び開口40aの内面には、保護層46が形成されている。保護層46は、例えば酸化アルミニウムからなる。なお、保護層46の厚さを1~100nm(好ましくは、30nm程度)にすることで、保護層46による光学的な影響を無視することができる。
 以上のように構成されたファブリペロー干渉フィルタ10においては、端子25,26を介して第1電極22と第3電極24との間に電圧が印加されると、当該電圧に応じた静電気力が第1電極22と第3電極24との間に発生する。当該静電気力によって、第2ミラー36が、基板21に固定された第1ミラー35側に引き付けられ、第1ミラー35と第2ミラー36との距離が調整される。このように、ファブリペロー干渉フィルタ10では、第1ミラー35と第2ミラー36との距離が可変とされている。
 ファブリペロー干渉フィルタ10を透過する光の波長は、光透過領域10aにおける第1ミラー35と第2ミラー36との距離に依存する。したがって、第1電極22と第3電極24との間に印加する電圧を調整することで、透過する光の波長を適宜選択することができる。このとき、第2電極23は、第3電極24と同電位である。したがって、第2電極23は、光透過領域10aにおいて第1ミラー35及び第2ミラー36を平坦に保つための補償電極として機能する。
 光検出装置1Dでは、ファブリペロー干渉フィルタ10に印加する電圧を変化させながら(すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ10において第1ミラー35と第2ミラー36との距離を変化させながら)、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aを透過した光を光検出器8で検出することで、分光スペクトルを得ることができる。
[作用及び効果]
 以上説明したように、光検出装置1Dでは、パッケージ2の側壁5の形状が円筒状であるのに対し、バンドパスフィルタ14の形状が四角形板状である。これにより、バンドパスフィルタ14の各側面14cと側壁5の内面5aとの距離に比べて、バンドパスフィルタ14の各角部14dと側壁5の内面5aとの距離が小さくなる。したがって、パッケージ2の天壁6の内面6aに対して固定されたバンドパスフィルタ14は、その各角部14dによって、高精度に位置決めされた状態となる。ここで、例えばバンドパスフィルタ14の形状が円形板状である場合に、バンドパスフィルタ14の高精度な位置決めを実現すべく、バンドパスフィルタ14の側面14cと側壁5の内面5aとの距離が小さくなるようにバンドパスフィルタ14が大径化されると、次のような問題が生じる。すなわち、パッケージ2の天壁6の内面6aと熱的に接続されるバンドパスフィルタ14の光入射面14aの面積が大きくなるため、バンドパスフィルタ14がパッケージ2からの熱的な影響(熱による変形等)を受け易くなる。これに対して、バンドパスフィルタ14の形状が四角形板状であると、パッケージ2の天壁6の内面6aと熱的に接続されるバンドパスフィルタ14の光入射面14aの面積が、例えばバンドパスフィルタ14の形状が円形板状である場合に比べて小さくなるため、バンドパスフィルタ14がパッケージ2からの熱的な影響を受け難くなる。更に、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁が開口2aの外縁よりも外側に位置しており、バンドパスフィルタ14の外縁がファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置しているため、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに入射する光がバンドパスフィルタ14を透過したことが保証される。以上により、光検出装置1Dによれば、バンドパスフィルタ14を適切に機能させることができる。
 ここで、ファブリペロー干渉フィルタ10を備える光検出装置1Dにおいてバンドパスフィルタ14を適切に機能させることの重要性について説明する。ファブリペロー干渉フィルタ10では、一般的にλ=2nd/a(n:屈折率、d:第1ミラー35と第2ミラー36との間の距離、a:整数)を満たす波長λが光透過領域10aを透過する光のピーク波長となる。同じ距離dでも、整数aの値を大きくすると(高次側にすると)、それに対応したピーク波長が短波長側で出現する。このため、光検出装置1Dでは、ファブリペロー干渉フィルタ10に加えて、所定の波長範囲以外の光(特に短波長側の光)をカットするバンドパスフィルタ14が必要となる。
 例えば、二次光(a=2)について分光スペクトルを得るための光検出装置においては、特に短波長側に出現する3次以降の多次光をカットする必要がある。また、光検出器8にInGaAs PINフォトダイオード(単素子フォトダイオード)が使用され、光源に安価な白色光(ハロゲンランプ等)が使用される場合が想定される。このため、光源/光検出器8の光軸上のいずれかの位置に、バンドパスフィルタ14を配置する必要がある。バンドパスフィルタ14を備える光検出装置と、バンドパスフィルタ14を備えない光検出装置とを比較したところ、バンドパスフィルタ14を備える光検出装置では、短波長側の高次光がカットされていることが確認された。
 以上により、光検出装置1Dがバンドパスフィルタ14を備えることで、ファブリペロー干渉フィルタ10のカスタムを必要としない完成度の高い一般製品として光検出装置1Dを提供することが可能となる。また、光検出器8として単素子フォトダイオードを用いることができるため、光検出装置1Dの製造コストを削減することが可能となる。
 次に、パッケージ2の側壁5の形状が円筒状であることのメリットについて説明する。まず、光検出装置1Dでは、パッケージ2の側壁5の形状が円筒状であるため、光検出装置1Dの耐久性が向上する。より具体的には、パッケージ2の側壁5の形状が円筒状であるため、パッケージ2の形状安定性が、例えばパッケージ2の側壁5の形状が多角形筒状である場合に比べて高くなる。
 また、光検出装置1Dでは、パッケージ2の側壁5の形状が円筒状であるため、例えばパッケージ2の形状が多角形筒状である場合に比べて、応力集中が生じ難い。パッケージ2の形状が多角形筒状である場合には、パッケージ2に加わった衝撃による応力が角部に集中し易い傾向にあるのに対して、パッケージ2の側壁5の形状が円筒状である場合には、衝撃に応力が一点に集中せずに分散するためである。特に、パッケージ2に収容れているファブリペロー干渉フィルタ10は物理的衝撃に弱い。このため、パッケージ2の側壁5の形状を円筒状にすることにより、ファブリペロー干渉フィルタ10が外部の物理的衝撃から好適に保護される。
 また、光検出装置1Dの組立時(接着部材15の熱硬化、ワイヤ12の接続、ステム3の封止等)の熱履歴、及び組立後の温度変化等によって、パッケージ2内に熱応力が発生する場合がある。熱応力は、光検出装置1Dを構成する部材間の熱線膨張係数の差によって発生する。この熱応力が光検出装置1Dの内部の特定の場所又は特定の方向に集中して蓄積されることは避けることが望ましい。特定の場所又は特定の方向に熱応力が集中すると、光検出装置1Dの特性異常又は破損に繋がるためである。光検出装置1Dでは、パッケージ2の側壁5の形状が円筒状であるため、発生した熱応力が一点に集中せずに分散し、その結果、光検出装置1Dに特性異常が発生したり光検出装置1Dが破損したりするのを抑制することができる。
 また、光検出装置1Dは、開口2aを塞ぐように天壁6の内面6aに配置された光透過部材13を更に備え、バンドパスフィルタ14は、接着部材15によって、光透過部材13の光出射面(内面)13bに固定されており、接着部材15は、光透過部材13の光出射面13bと対向するバンドパスフィルタ14の光入射面14aの全領域に配置されている。この構成によれば、接着部材15が、バンドパスフィルタ14の光入射面14aの全領域に配置されているため、天壁6の内面6aに対してバンドパスフィルタ14が確実に固定された状態となる。また、製造時に接着部材15中に気泡が生じたとしても、バンドパスフィルタ14の各側面14cと側壁5の内面5aとの間から当該気泡が抜け易いため、接着部材15での光の散乱及び回折等が抑制される。更に、この構成によれば、光透過部材13が設けられているため、パッケージ2の気密性が向上する。また、バンドパスフィルタ14が、光透過部材13の光出射面13bに固定されているため、パッケージ2からの熱的な影響をより受け難くなる。また、バンドパスフィルタ14は、光透過部材13の光出射面13bに固定されているため、開口2aからの物理的干渉に起因してバンドパスフィルタ14に傷等の損傷が生じるのを防止することができる。
 ここで、接着部材15での光の散乱及び回折等が抑制される効果について説明する。光透過部材13の光出射面13bは、フラットネスが良好ではなく、曲率を有している場合がある。特に、光透過部材13の光出射面13bのうち開口2aに対向する領域は、開口2a側に凹むように歪んでいる場合がある。これは、当該領域では、焼成時の光透過部材13(溶融ガラスである)の自重により、光透過部材13が開口2a側に凹むように歪むからである。これにより、製造時に接着部材15中において生じた気泡が、光透過部材13の光出射面13bのうち開口2aに対向する領域において抜け難くなり、接着部材15での光の散乱及び不要な回折等の原因となるおそれがある。また、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのフラットネスが良好ではない場合がある。これにより、バンドパスフィルタ14が高精度に位置決めされていない状態となるおそれがある。
 また、光検出装置1Dでは、バンドパスフィルタ14の各角部14dと側壁5の内面5aとは接触しておらず、離れている。これにより、各角部14dと側壁5の内面5aとの接触によるバンドパスフィルタ14(特に、各角部14d)の破損を防止することができる。また、バンドパスフィルタ14の各角部14dと側壁5の内面5aとは接触しておらず、離れているため、バンドパスフィルタ14がパッケージ2からの熱的な影響を受け難くなる。更に、バンドパスフィルタ14の各角部14dと側壁5の内面5aとは接触しておらず、離れているため、つまり、バンドパスフィルタ14の各角部14dは、パッケージ2のR部(光透過部材13の光出射面13bと側壁5の内面5aとによって形成されるR部)と離れているため、バンドパスフィルタ14がフラットな面である光透過部材13の光出射面13bに確実に固定された状態となる。
 光検出装置1Dでは、パッケージ2の側壁5の形状が円筒状であるのに対し、バンドパスフィルタ14の形状が四角形板状である。これにより、上述したように、バンドパスフィルタ14は、その各角部14dによって、高精度に位置決めされた状態となる。ここで、例えばバンドパスフィルタ14の形状が円形板状である場合に、バンドパスフィルタ14の高精度な位置決めを実現すべく、バンドパスフィルタ14の側面14cと側壁5の内面5aとの距離が小さくなるようにバンドパスフィルタ14が大径化されると、次のような問題が生じる。すなわち、接着部材15によって、光透過部材13の光出射面13bに固定されているバンドパスフィルタ14の光入射面14aの面積が大きくなるため、接着部材15において生じた気泡が抜き難くなる。これに対して、バンドパスフィルタ14の形状が四角形板状であると、光透過部材13の光出射面13bに固定されているバンドパスフィルタ14の光入射面14aの面積が、例えばバンドパスフィルタ14の形状が円形板状である場合に比べて小さくなるため、接着部材15中に生じた気泡が、バンドパスフィルタ14の各側面14cと側壁5の内面5aとの間から抜け易くなり、その結果、接着部材15での光の散乱及び回折等が抑制される。
 なお、光透過部材13の光出射面13bのうち開口2aに対向する領域が、開口2a側に凹むように歪んでいると、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち光が入射する領域が、光透過部材13の光出射面13bに物理的に接触することが回避され、当該領域に損傷が生じるのを防止することができる。
 また、光検出装置1Dでは、接着部材15は、ラインLに平行な方向から見た場合に、バンドパスフィルタ14の外縁から外側に突出しており、接着部材15のうちバンドパスフィルタ14の外縁から外側に突出した部分は、バンドパスフィルタ14の側面14cに接触している。この構成によれば、バンドパスフィルタ14がより確実に固定された状態となる。
 また、光検出装置1Dでは、ラインLに平行な方向における接着部材15の第2部分15bの厚さが、各側面14cの中央部分に接触している部分において最大となっており、バンドパスフィルタ14の各角部14dに接触している部分において最小となっている。この構成によれば、例えば接着部材15の硬化時に、バンドパスフィルタ14の各角部14dに対応する部分で接着部材15にクラックが生じるのを抑制することができる。ただし、ラインLに平行な方向における第2部分15bの厚さが、例えば、第2部分15bの表面が凸曲面を呈することで、各側面14cの中央部分から各角部14dに近付くにつれて減少していれば、当該第2部分15bの厚さは、各角部14dに接触している部分において最小となっていなくてもよい。各角部14dに接触している部分において当該第2部分15bの厚さが最大とならなければ、バンドパスフィルタ14の角部14dにクラックが発生するのを抑制することができる。
 また、光検出装置1Dでは、ラインLに平行な方向から見た場合に、開口2aの形状は、円形状である。この構成によれば、パッケージ2内に入射する光の強度プロファイルが均一化される。
 また、光検出装置1Dでは、バンドパスフィルタ14の形状は、四角形板状である。この構成によれば、パッケージ2の天壁6の内面6aに対するバンドパスフィルタ14の固定の安定性を確保しつつ、パッケージ2からバンドパスフィルタ14に与えられる熱的な影響を効果的に抑制することができる。また、製造時に接着部材15中において生じた気泡が、バンドパスフィルタ14の各側面14cとパッケージ2の側壁5の内面5aとの間から更に抜け易くなり、接着部材15での光の散乱及び回折等が抑制される。更に、ウエハプロセスによるバンドパスフィルタ14の製造コストが安価となる。
 また、光検出装置1Dでは、パッケージ2は、金属材料によって形成されている。この構成によれば、ハーメチック封止が可能となるため、パッケージ2の気密性が、例えばプラスチックによって形成されているパッケージ2に比べて向上する。この結果、パッケージ2の内部に収容された各構成の湿度対策のための処理が不要となり、光検出装置1Dの製造コストが削減される。また、パッケージ2が金属材料によって形成されていると、パッケージ2の強度が、例えばプラスチックによって形成されているパッケージ2に比べて向上するため、パッケージ2の内部に収容されている各構成は、外部からの物理的衝撃から保護される。また、パッケージ2が金属材料によって形成されていると、電気的なシールドが容易となる。なお、パッケージ2が金属材料によって形成されていると、パッケージ2の熱伝導率が高くなるものの、上述したように、パッケージ2の側壁5の形状が円筒状であるのに対し、バンドパスフィルタ14の形状が四角形板状であるため、バンドパスフィルタ14はパッケージ2からの熱的な影響を受け難い。
 また、光検出装置1Dでは、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁がパッケージ2の開口2aの外縁よりも外側に位置しており、光透過部材13の外縁がファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。これにより、開口2aでの光の入射角、開口2aでの回折等に起因して光透過部材13の側面13cを介して光がパッケージ2内に進入して迷光となるのを抑制することができる。また、開口2aでの光の入射角、開口2aでの回折等に起因して迷光となった光が光検出器8に入射するのを抑制することができる。
 光検出器8への迷光の入射の抑制について、より具体的に説明する。パッケージ2の開口2aに入射した光の一部は、開口2aでの光の入射角、開口2aの側面及び出射側角部(開口2aの側面と天壁6の内面6aとが交差する角部)での回折等に起因して、光透過部材13の側面13cからパッケージ2内に出射される可能性がある。このような光がパッケージ2内で多重反射して光検出器8に入射すると、迷光によるノイズとして出力信号に現れてしまい、光検出特性の劣化に繋がる。特に、光透過部材13の側面13cは、光透過部材13の光入射面13a及び光出射面13bに比べて粗い面になっている場合が多いため、光透過部材13の側面13cからパッケージ2内に出射される光は、散乱光となって光検出器8に入射し易い。これに対し、光検出装置1Dでは、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁がパッケージ2の開口2aの外縁よりも外側に位置しており、光透過部材13の外縁がファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。また、光透過部材13の外縁、つまり、光透過部材13の側面13cはパッケージ2の側壁5の内面5aに接触している。これにより、例えば光透過部材13の外縁がファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも内側に位置している場合に比べ、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10a及び光検出器8から光透過部材13の側面13cが遠ざかる。更に、光透過部材13の側面13cは、パッケージ2の側壁5の内面5aに接触しており、内面5aにより覆われている。このため、光検出器8への迷光の入射が抑制され、S/N比及び分解能が向上する。
 また、光検出装置1Dでは、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁は、光検出器8の外縁よりも外側に位置している。開口2aの外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aの外縁よりも外側に位置している。ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁は、開口2aの外縁よりも外側に位置している。バンドパスフィルタ14の外縁は、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。これにより、開口2a及びファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aを介して光検出器8に入射する光がバンドパスフィルタ14を透過したことが保証される。
 また、光検出装置1Dでは、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁は、光検出器8の外縁よりも外側に位置している。これにより、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aを透過しない光が迷光として光検出器8に入射するのを抑制することができる。
 また、光検出装置1Dは、光透過部材13を備えている。更に、光検出装置1Dでは、光透過部材13の厚さTが、ファブリペロー干渉フィルタ10と光透過部材13との距離D1に0.3を乗じた値以上の値である。これにより、光透過部材13の熱容量が大きくなる一方でパッケージ2内の空間の体積が小さくなるため、パッケージ2内の温度の均一化を図ることができる。したがって、バンドパスフィルタ14及びファブリペロー干渉フィルタ10等のパッケージ2内に収容された各部は、温度変化の影響を受け難くなる。また、光透過部材13がファブリペロー干渉フィルタ10に相対的に近付くことになるため、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aを透過しない光が迷光として光検出器8に入射するのを抑制することができる。なお、パッケージ2内の温度の均一化、及び光検出器8への迷光の入射の更なる抑制を図る上では、厚さTは、距離D1に0.6を乗じた値以上の値であることがより好ましい。
 また、光検出装置1Dでは、光透過部材13の厚さTは、ファブリペロー干渉フィルタ10と光検出器8との距離D2以上の値である。これにより、光透過部材13の熱容量が大きくなる一方でパッケージ2内の空間の体積が小さくなるため、パッケージ2内の温度の更なる均一化を図ることができる。
 また、光検出装置1Dでは、ファブリペロー干渉フィルタ10の各端子25,26と各リードピン11とがワイヤ12によって電気的に接続されている。上述したように、光検出装置1Dでは、ファブリペロー干渉フィルタ10の外縁がパッケージ2の開口2aの外縁よりも外側に位置しており、光透過部材13の外縁がファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。更に、光透過部材13の外縁、つまり、光透過部材13の側面13cはパッケージ2の側壁5の内面5aに接触している。つまり、光透過部材13は、パッケージ2の天壁6の内面6aの全面を覆っている。このため、ワイヤ12が撓んだとしても、ワイヤ12とパッケージ2の天壁6の内面6aとの接触を防止することができる。
 ワイヤ12とパッケージ2との接触の防止について、より具体的に説明する。金属からなるパッケージ2にワイヤ12が接触すると、ファブリペロー干渉フィルタ10を制御するための電気信号がパッケージ2にも流れることになり、ファブリペロー干渉フィルタ10の制御が困難になる。これに対し、絶縁性材料からなる光透過部材13にワイヤ12が接触しても、ファブリペロー干渉フィルタ10を制御するための電気信号が光透過部材13に流れることはなく、ファブリペロー干渉フィルタ10の高精度な制御が可能である。ワイヤ12とパッケージ2との接触を防止し得る上記構成は重要である。
 また、光検出装置1Dでは、シリコン基板をファブリペロー干渉フィルタ10の基板21に適用し、光電変換領域が形成されたInGaAs基板を光検出器8に適用することで、次のような作用及び効果が奏される。光電変換領域が形成されたInGaAs基板を有する光検出器8は、例えば、1200nmよりも短い波長を有する光、及び2100nmよりも長い波長を有する光に比べ、1200nm以上2100nm以下の波長を有する光に対して高い感度を有する。しかし、当該光検出器8は、2100nmよりも長い波長を有する光に比べると、1200nmよりも短い波長を有する光に対しても高い感度を有する。ここで、シリコン基板は、1200nm以上の波長を有する光に比べ、1200nmよりも短い波長を有する光に対して高い吸収性を有する(シリコン基板の製造方法、厚さ、不純物濃度にもよるが、特に1100nmよりも短い波長を有する光に対して高い吸収性を有する)。したがって、上記構成により、例えば、1200nm以上2100nm以下の波長を有する光を検出すべき場合に、ファブリペロー干渉フィルタ10のシリコン基板をハイパスフィルタとして機能させることができ、結果として、バンドパスフィルタ14との相乗効果により、光検出器8がノイズ光(1200nmよりも短い(特に1100nmよりも短い)波長を有する光、及び2100nmよりも長い波長を有する光)を検出するのを確実に抑制することができる。
 また、光検出装置1Dでは、チップ状のファブリペロー干渉フィルタ10の外縁がパッケージ2の開口2aの外縁よりも外側に位置しており、光透過部100の外縁がファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも外側に位置している。これにより、開口2aでの光の入射角、開口2aでの回折等に起因して光透過部100の側面を介して光がパッケージ2内に進入して迷光となるのを抑制することができる。また、開口2aでの光の入射角、開口2aでの回折等に起因して迷光となった光が光検出器8に入射するのを抑制することができる。更に、例えば光透過部100の外縁がファブリペロー干渉フィルタ10の外縁よりも内側に位置している場合に比べ、光透過部100の熱容量、及び光透過部100とパッケージ2との熱的な接続面積が大きくなるため、結果として、パッケージ2内の温度の均一化を図ることができる。以上により、光検出装置1Dでは、光検出特性が高くなる。
[第4実施形態]
[光検出装置の構成]
 図12及び図13に示されるように、光検出装置1Eは、接着部材15がバンドパスフィルタ14の各角部(隣り合う側面14cによって形成される角部)に対応するように配置されている点で、上述した光検出装置1Dと主に相違している。
 光検出装置1Eでは、バンドパスフィルタ14の各角部において、接着部材15の第1部分15aは、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち角領域14e(光入射面14aのうち、隣り合う側面14cによって形成される角部を含む領域)に配置されている。つまり、第1部分15aは、互いに対向する光透過部材13の光出射面13bとバンドパスフィルタ14の角領域14eとの間に配置されている。バンドパスフィルタ14の各角部において、接着部材15の第2部分15bは、ラインLに平行な方向から見た場合にバンドパスフィルタ14の外縁から外側に突出している。第2部分15bは、側壁5の内面5aに至っており、側壁5の内面5aに接触している。また、第2部分15bは、バンドパスフィルタ14の側面14cに接触している。また、第2部分15bは、バンドパスフィルタ14の光出射面14bのうち角領域14eと対向する領域を覆っている。これにより、バンドパスフィルタ14がより確実に固定された状態となる。この際、バンドパスフィルタ14のうち角領域14eが開口2aから最も遠くなるように位置されているため、光出射面14bのうち角領域14eと対向する領域を覆っている第2部分15bは、光出射面14bのうち光透過領域10aと対向する領域を覆う可能性は低い。また、バンドパスフィルタ14の各角部における接着部材15は互いに離間している。このように、光検出装置1Eでは、接着部材15は、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち角領域14eを除く領域に配置されておらず、角領域14eに配置されている。なお、光検出装置1Eにおいても、接着部材15は、天壁6の内面6aに接合された光透過部材13を介して、天壁6の内面6aに対してバンドパスフィルタ14を固定している。
 光検出装置1Eにおいても、上述した光検出装置1Dと同様に、バンドパスフィルタ14によって光透過部100が構成されている。つまり、光透過部100は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに入射させる光を透過させるバンドパスフィルタ14を含んでいる。
 なお、光透過部材13の光出射面13bのうち開口2aに対向する領域が、開口2a側に凹むように歪んでいると、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち光が入射する領域が、光透過部材13の光出射面13bに物理的に接触することが回避され、当該領域に損傷が生じるのを防止することができる。更に、バンドパスフィルタ14の各角部に対応するように配置された接着部材15が、光透過部材13の光出射面13bのうち開口2aに対向する領域に入り込むのを防止することができる。これは、光透過部材13の光出射面13bのうち開口2aに対向する領域を包囲する領域が盛り上がる傾向があるからである。
[作用及び効果]
 以上説明したように、光検出装置1Eによれば、上述した光検出装置1Dと同様に、バンドパスフィルタ14を適切に機能させることができる。また、光検出装置1Eでは、上述した光検出装置1Dと同様に、光検出特性が高くなる。
 また、光検出装置1Eは、開口2aを塞ぐように天壁6の内面6aに配置された光透過部材13を更に備え、バンドパスフィルタ14は、接着部材15によって、光透過部材13の光出射面13bに固定されており、接着部材15は、光透過部材13の光出射面13bと対向するバンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち角領域14eを除く領域に配置されておらず、角領域14eに配置されている。この構成によれば、接着部材15が、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち角領域14eを除く領域に配置されていないため、接着部材15での光の散乱及び回折等がより確実に抑制される。更に、この構成によれば、光透過部材13が設けられているため、パッケージ2の気密性が向上する。また、バンドパスフィルタ14が光透過部材13の光出射面13bに固定されているため、パッケージ2からの熱的な影響をより受け難くなる。
 また、接着部材15が、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち角領域14eを除く領域に配置されていないため、接着部材15の使用量が削減される。これにより、パッケージ2内に残留するアウトガスの量が少なくなり、ファブリペロー干渉フィルタ10及び光検出器8の受光面へのアウトガスの付着量が少なくなる。このため、ファブリペロー干渉フィルタ10及び光検出器8の光検出特性の変化及び劣化等が起こり難くなる。
[第5実施形態]
[光検出装置の構成]
 図14及び図15に示されるように、光検出装置1Fは、光透過部材13を備えていない点で、上述した光検出装置1Dと主に相違している。
 光検出装置1Fでは、バンドパスフィルタ14は、接着部材15によって、天壁6の内面6aに直接的に固定されている。つまり、光検出装置1Fにおいては、接着部材15は、他の部材(天壁6の内面6aに接合された光透過部材13等)を介することなく、天壁6の内面6aに対してバンドパスフィルタ14を固定している。接着部材15の第1部分15aは、天壁6の内面6aと対向するバンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち開口2aと対向する対向領域14fを除く領域に配置されている。つまり、第1部分15aは、互いに対向する天壁6の内面6aと当該領域(すなわち、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち対向領域14fを除く領域)との間に配置されている。接着部材15の第2部分15bは、ラインLに平行な方向から見た場合にバンドパスフィルタ14の外縁から外側に突出している。第2部分15bは、側壁5の内面5aに至っており、側壁5の内面5aに接触している。また、第2部分15bは、バンドパスフィルタ14の側面14cに接触している。
 光検出装置1Fにおいても、上述した光検出装置1Dと同様に、バンドパスフィルタ14によって光透過部100が構成されている。つまり、光透過部100は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに入射させる光を透過させるバンドパスフィルタ14を含んでいる。
[作用及び効果]
 以上説明したように、光検出装置1Fによれば、上述した光検出装置1Dと同様に、バンドパスフィルタ14を適切に機能させることができる。また、光検出装置1Fでは、上述した光検出装置1Dと同様に、光検出特性が高くなる。
 また、光検出装置1Fでは、バンドパスフィルタ14は、接着部材15によって、天壁6の内面6aに固定されており、接着部材15は、天壁6の内面6aと対向するバンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち開口2aと対向する対向領域14fを除く領域に配置されている。この構成によれば、接着部材15が、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち開口2aと対向する対向領域14fを除く領域に配置されているため、天壁6の内面6aに対してバンドパスフィルタ14が確実に固定された状態となる。また、製造時に接着部材15中に気泡が生じたとしても、バンドパスフィルタ14の各側面14cと側壁5の内面5aとの間だけでなく開口2aからも当該気泡が抜け易いため、接着部材15での光の散乱及び回折等が抑制される。
[第6実施形態]
[光検出装置の構成]
 図16及び図17に示されるように、光検出装置1Gは、光透過部材13を備えていない点で、上述した光検出装置1Eと主に相違している。
 光検出装置1Gでは、バンドパスフィルタ14は、接着部材15によって、天壁6の内面6aに直接的に固定されている。つまり、光検出装置1Gにおいては、接着部材15は、他の部材(天壁6の内面6aに接合された光透過部材13等)を介することなく、天壁6の内面6aに対してバンドパスフィルタ14を固定している。バンドパスフィルタ14の各角部において、接着部材15の第1部分15aは、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち角領域14eに配置されている。つまり、第1部分15aは、互いに対向する天壁6の内面6aとバンドパスフィルタ14の角領域14eとの間に配置されている。バンドパスフィルタ14の各角部において、接着部材15の第2部分15bは、ラインLに平行な方向から見た場合にバンドパスフィルタ14の外縁から外側に突出している。第2部分15bは、側壁5の内面5aに至っており、側壁5の内面5aに接触している。また、第2部分15bは、バンドパスフィルタ14の側面14cに接触している。また、第2部分15bは、バンドパスフィルタ14の光出射面14bのうち角領域14eと対向する領域を覆っている。これにより、バンドパスフィルタ14がより確実に固定された状態となる。この際、バンドパスフィルタ14のうち角領域14eが開口2aから最も遠くなるように位置されているため、光出射面14bのうち角領域14eと対向する領域を覆っている第2部分15bは、光出射面14bのうち光透過領域10aと対向する領域を覆う可能性は低い。また、バンドパスフィルタ14の各角部における接着部材15は互いに離間している。このように、光検出装置1Gでは、接着部材15は、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち角領域14eを除く領域に配置されておらず、角領域14eに配置されている。
 光検出装置1Gにおいても、上述した光検出装置1Dと同様に、バンドパスフィルタ14によって光透過部100が構成されている。つまり、光透過部100は、ファブリペロー干渉フィルタ10の光透過領域10aに入射させる光を透過させるバンドパスフィルタ14を含んでいる。
[作用及び効果]
 以上説明したように、光検出装置1Gによれば、上述した光検出装置1Dと同様に、バンドパスフィルタ14を適切に機能させることができる。また、光検出装置1Gでは、上述した光検出装置1Dと同様に、光検出特性が高くなる。
 また、光検出装置1Gでは、バンドパスフィルタ14は、接着部材15によって、天壁6の内面6aに固定されており、接着部材15は、天壁6の内面6aと対向するバンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち角領域14eを除く領域に配置されておらず、角領域14eに配置されている。この構成によれば、接着部材15が、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち角領域14eを除く領域に配置されていないため、接着部材15での光の散乱及び回折等がより確実に抑制される。
[変形例]
 以上、本開示の第3実施形態、第4実施形態、第5実施形態及び第6実施形態について説明したが、本開示の一形態は、上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。
 また、各実施形態において、接着部材15は、ラインLに平行な方向から見た場合にバンドパスフィルタ14の外縁から外側に突出していなくてもよい。また、各実施形態において、接着部材15のうちバンドパスフィルタ14の外縁から外側に突出した第2部分15bは、側壁5の内面5aに至っておらず、側壁5の内面5aから離間していてもよい。例えば、接着部材15の材料が光透過性樹脂である場合には、天壁6の内面6aに対するバンドパスフィルタ14の固定強度を向上させる観点から、第2部分15bは、側壁5の内面5aに至っていることが好ましい。しかし、例えば、接着部材15の材料が低融点ガラス、又は硬度が大きい樹脂である場合には、側壁5から接着部材15に応力が作用することによって接着部材15にクラックが生じるのを防止する観点から、第2部分15bは、側壁5の内面5aに至っていないことが好ましい。
 また、第3実施形態及び第5実施形態においては、接着部材15の粘度によって、ラインLに平行な方向における接着部材15の第2部分15bの厚さは、側壁5の内面5aに接触している部分において最大となっていてもよい。これにより、例えば接着部材15の硬化時に、バンドパスフィルタ14の各角部14dに対応する部分で接着部材15にクラックが生じることを抑制することができる。また、接着部材15がバンドパスフィルタ14の光出射面14b上へ回り込むことが防止される。
 また、第4実施形態、第5実施形態及び第6実施形態においては、ラインL上において開口2aと対向する領域に接着部材15が配置されていないため、接着部材15の材料は、光を透過させない材料であってもよい。
 また、第6実施形態においては、角領域14eに配置された接着部材15によって天壁6の内面6aに対してバンドパスフィルタ14を固定した後、ラインLに平行な方向から見た場合にバンドパスフィルタ14の外縁のうち、接着部材15が配置されていない領域から、天壁6の内面6aとバンドパスフィルタ14の光入射面14aとの間に更に接着部材15を充填してもよい。なお、この際、バンドパスフィルタ14の光入射面14aのうち開口2aと対向する対向領域には接着部材15が侵入しないようにする。
 また、バンドパスフィルタ14の形状は、四角形板状に限定されず、多角形板状であればよい。その場合にも、各角部によってバンドパスフィルタ14が高精度に位置決めされた状態となり、また、バンドパスフィルタ14がパッケージ2からの熱的な影響を受け難くなる。よって、バンドパスフィルタ14の形状が多角形板状である場合にも、バンドパスフィルタ14を適切に機能させることができる。
 また、光検出器8として用いられる受光素子の種類によっては、バンドパスフィルタ14は、短波長側に出現する3次光以降の多次光をカットするだけではなく、長波長(例えば、a=1)側に出現する光をカットする必要がある場合がある。つまり、A次光(a=A)について分光スペクトルを得るための光検出装置においては、短波長側に出現する高次光(a>A)、及び長波長側に出現する低次光(a<A)の双方をカットする必要がある場合がある。
 また、パッケージ2は、上述したようなCANパッケージに限定されず、次のようなものであればよい。すなわち、パッケージ2は、開口2aが形成された第1壁部、ファブリペロー干渉フィルタ10、バンドパスフィルタ14及び光検出器8を挟んで第1壁部と対向する第2壁部、並びに、ファブリペロー干渉フィルタ10、バンドパスフィルタ14及び光検出器8を包囲する円筒状の側壁部を有するものであればよい。
 1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G…光検出装置、2…パッケージ、2a…開口、3…ステム(第2壁部)、5…側壁(側壁部)、6…天壁(第1壁部)、6a…内面、8…光検出器、10…ファブリペロー干渉フィルタ、10a…光透過領域、11…リードピン、12…ワイヤ、13…光透過部材、13b…光出射面(内面)、14…バンドパスフィルタ、14a…光入射面、14c…側面、14e…角領域、14f…対向領域、15…接着部材、35…第1ミラー、36…第2ミラー、L…ライン。

Claims (16)

  1.  互いの距離が可変とされた第1ミラー及び第2ミラーを有し、前記第1ミラーと前記第2ミラーとの距離に応じた光を透過させる光透過領域が所定のライン上に設けられたファブリペロー干渉フィルタと、
     前記ライン上において前記ファブリペロー干渉フィルタの第1の側に配置され、前記光透過領域を透過した光を検出する光検出器と、
     前記ライン上において前記ファブリペロー干渉フィルタの第2の側に位置する開口を有し、前記ファブリペロー干渉フィルタ及び前記光検出器を収容するパッケージと、
     前記開口を塞ぐように前記パッケージの内面に配置され、前記光透過領域に入射させる光を透過させるバンドパスフィルタを含む光透過部と、を備え、
     前記ラインに平行な方向から見た場合に、前記ファブリペロー干渉フィルタの外縁は、前記開口の外縁よりも外側に位置しており、前記光透過部の外縁は、前記ファブリペロー干渉フィルタの前記外縁よりも外側に位置している、光検出装置。
  2.  前記光透過部は、前記バンドパスフィルタが設けられた光透過部材を更に含み、
     前記ラインに平行な方向から見た場合に、前記光透過部材の外縁は、前記ファブリペロー干渉フィルタの前記外縁よりも外側に位置している、請求項1記載の光検出装置。
  3.  前記ラインに平行な方向から見た場合に、前記バンドパスフィルタの外縁は、前記ファブリペロー干渉フィルタの前記外縁よりも外側に位置している、請求項2記載の光検出装置。
  4.  前記光透過部材の厚さは、前記ファブリペロー干渉フィルタと前記光透過部材との距離に0.5を乗じた値以上の値である、請求項2又は3記載の光検出装置。
  5.  前記ファブリペロー干渉フィルタは、前記第1ミラー及び前記第2ミラーを支持するシリコン基板を有し、
     前記光検出器は、光電変換領域が形成されたInGaAs基板を有する、請求項2~4のいずれか一項記載の光検出装置。
  6.  前記バンドパスフィルタは、前記光透過部材の光出射面に設けられている、請求項2~5のいずれか一項記載の光検出装置。
  7.  前記パッケージを貫通するリードピンと、
     前記ファブリペロー干渉フィルタの端子と前記リードピンとを電気的に接続するワイヤと、を更に備える、請求項2~6のいずれか一項記載の光検出装置。
  8.  接着部材を更に備え、
     前記バンドパスフィルタの形状は、多角形板状であり、
     前記パッケージは、前記開口が形成された第1壁部、前記ファブリペロー干渉フィルタ、前記バンドパスフィルタ及び前記光検出器を挟んで前記第1壁部と対向する第2壁部、並びに、前記ファブリペロー干渉フィルタ、前記バンドパスフィルタ及び前記光検出器を包囲する円筒状の側壁部を有し、
     前記接着部材は、前記第1壁部の内面に対して前記バンドパスフィルタを固定しており、
     前記ラインに平行な方向から見た場合に、前記バンドパスフィルタの外縁は、前記ファブリペロー干渉フィルタの前記外縁よりも外側に位置している、請求項1記載の光検出装置。
  9.  前記開口を塞ぐように前記第1壁部の前記内面に配置された光透過部材を更に備え、
     前記バンドパスフィルタは、前記接着部材によって、前記光透過部材の内面に固定されており、
     前記接着部材は、前記光透過部材の前記内面と対向する前記バンドパスフィルタの光入射面の全領域に配置されている、請求項8記載の光検出装置。
  10.  前記開口を塞ぐように前記第1壁部の前記内面に配置された光透過部材を更に備え、
     前記バンドパスフィルタは、前記接着部材によって、前記光透過部材の内面に固定されており、
     前記接着部材は、前記光透過部材の前記内面と対向する前記バンドパスフィルタの光入射面のうち角領域を除く領域に配置されておらず、前記角領域に配置されている、請求項8記載の光検出装置。
  11.  前記バンドパスフィルタは、前記接着部材によって、前記第1壁部の前記内面に固定されており、
     前記接着部材は、前記第1壁部の前記内面と対向する前記バンドパスフィルタの光入射面のうち前記開口と対向する対向領域を除く領域に配置されている、請求項8記載の光検出装置。
  12.  前記バンドパスフィルタは、前記接着部材によって、前記第1壁部の前記内面に固定されており、
     前記接着部材は、前記第1壁部の前記内面と対向する前記バンドパスフィルタの光入射面のうち角領域を除く領域に配置されておらず、前記角領域に配置されている、請求項8記載の光検出装置。
  13.  前記接着部材は、前記ラインに平行な方向から見た場合に、前記バンドパスフィルタの前記外縁から外側に突出しており、
     前記接着部材のうち前記バンドパスフィルタの前記外縁から外側に突出した部分は、前記バンドパスフィルタの側面に接触している、請求項9~12のいずれか一項記載の光検出装置。
  14.  前記ラインに平行な方向から見た場合に、前記開口の形状は、円形状である、請求項8~13のいずれか一項記載の光検出装置。
  15.  前記バンドパスフィルタの形状は、四角形板状である、請求項8~14のいずれか一項記載の光検出装置。
  16.  前記パッケージは、金属材料によって形成されている、請求項8~15のいずれか一項記載の光検出装置。
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